ПЕРСОНИФИЦИРОВАННЫЙ ШАБЛОН ДЛЯ РЕЗЕКЦИИ КОСТЕЙ Российский патент 2023 года по МПК A61B17/15 A61B17/17 

Описание патента на изобретение RU2797262C2

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, ортопедии, травматологии, и предназначено для осуществления резекции костей.

Большое разнообразие операций, выполняющихся в стационарах различного хирургического профиля, требует использования большого количества хирургических инструментов. Сегодня в мировой и отечественной ортопедической практике широкое распространение приобретают технологии 3D-моделирования. 3D-моделирование позволяет создавать инструменты определенных размеров и параметров, необходимых для каждого конкретного случая. Все эти преимущества делают 3D-технологию печати хирургических инструментов перспективной и востребованной.

Хирургическое лечение больных с опухолями костей остается одной из самых сложных разделов клинической медицины. Результаты лечения зависят от радикальности выполненной операции и адекватной реконструкции дефекта костей. Для выполнения радикальных операций при резекциях костей применяются навигационные системы и персонифицированные шаблоны, созданные методом 3D печати.

Известно, например, применение навигационной системы в хирургическом лечении опухолей костей таза способ («Первый опыт применения навигационной системы в хирургическом лечении опухолей костей таза». Э.Р. Мусаев, С.А. Щипахин, Е.А. Сушенцов, А.К. Валиев, К.А. Борзов, М.Д. Алиев. Саркомы костей, мягких тканей и опухоли кожи - №3 - 2011. С. 10). Использование таких систем рассмотрено также в статье «Применение 3D-моделирования и компьютерной навигации в хирургическом лечении пациентов с доброкачественными опухолями и опухолеподобными заболеваниями трубчатых костей скелета», авторы: С.А. Приходько, Г.П. Котельников, А.Н. Николаенко, С.С. Чаплыгин, В.В. Иванов, Н.В. Попов, П.М. Зельтер А.В. Колсанов (http://stm-journal.ru/ru/numbers/2017/3/1368/html).

Применение навигационных систем ограничивается дороговизной оборудования и программного обеспечения. Фактором, ограничивающим применение данного метода, является позиционирование пациента в пространстве во время операции, которое должно соответствовать позиционированию на предоперационном этапе. Наиболее актуально это в случаях операций на костях таза, когда позиция пациента во время операции может меняться в пространстве.

В настоящее время хирурги имеют возможность легко преобразовать данные магнитно-резонансной томографии (МРТ) или данные компьютерной томографии (КТ) в набор данных, считываемый программой автоматизированного проектирования (CAD) и/или программой конечно-элементного моделирования (FENI), который затем может быть использован для создания, индивидуального имплантата. Эти данные можно использовать также для создания индивидуализированного набора инструментов или других хирургических устройств, которые предназначены для дополнения уникальной анатомии пациента, в том числе, персонифицированных хирургических шаблонов.

Преимуществом применения персонифицированных шаблонов является позиционирование с учетом индивидуальных анатомических ориентиров кости и не зависит от положения пациента в пространстве. Известен, например, способ резекции костей (RU 2629324 С1; МПК: А61В 17/56; 28.08.2017), включающий проведение в кость с патологическим очагом направляющих спиц под контролем компьютерной томографии, отличающийся тем, что направляющие спицы проводят через кость строго по границе патологического очага в предоперационном периоде, после чего, выполняя серию компьютерных томограмм, проектируют и печатают на 3D принтере индивидуальный стереолитографический шаблон, имеющий сквозной паз с перемычками, соответствующий линии резекции кости; интраоперационно совмещают направляющие спицы с пазами шаблона для них; в шаблон вкручивают инструмент, имеющий с одного конца острый шип для фиксации в кости, а с другого Т-образную рукоятку для удержания шаблона; придавливают шаблон к кости и осциллирующей пилой или фрезой выполняют резекцию сегмента кости по ходу сквозного паза шаблона, поэтапно разрушая его перемычки; извлекают резецированный сегмент кости, потягивая на себя Т-образную рукоятку инструмента; не снимая шаблон, выполняют необходимую обработку костной полости, после чего шаблон и направляющие спицы демонтируют.

Известно использование персонифицированных шаблонов при тройной остеотомии таза у детей с диспластическим подвывихом бедра («Применение индивидуальных шаблонов при тройной остеотомии таза у детей с диспластическим подвывихом бедра (предварительные результаты)». П.И. Бортулев, С.В. Виссарионов, В.Е. Басков, Д.Б. Барсуков, И.Ю. Поздники, М.С. Познович - https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-individualnyh-shablonov-pri-troynoy-osteotomii-taza-u-detey-s-displasticheskim-podvyvihom-bedra-predvaritelnye-rezultaty).

Применение традиционных шаблонов для резекций предполагает резекцию кости непосредственно по шаблону с применением осцилляторной или реципроктной пилы по направляющим, при этом не исключается попадание частиц шаблона в операционную рану. Кроме этого, при этом отсутствует возможность позиционирования инструментария в различных плоскостях по отношению к плоскости резекции, что особенно актуально привыполнении резекций костей сложных анатомических зон когда доступ может быть ограничен мягкими тканями, сосудистыми, нервными структурами и другими анатомическими структурами.

Техническим результатом заявленного изобретения является исключение попадания частиц шаблона в операционную рану во время резекции. Кроме того, обеспечивается возможность выполнения резекции не только пилами, но и при помощи долот, а также возможность позиционирования инструментария в различны плоскостях по отношению к поверхности резекции.

Технический результат достигается тем, что персонифицированный шаблон для резекции кости выполнен с поверхностью, конгруэнтной участку поверхности кости, полностью включающему в себя планируемую линию ее резекции, определяемую в шаблоне выполненными в нем поперечными относительно соприкасающейся с костью поверхности отверстиями.

Способ резекции костей с использованием заявленного изобретения заключается в том, что на предоперационном этапе с использованием компьютерного моделирования и 3D-печати планируют границы резекции и изготавливают персонифицированный шаблон для резекции; затем в соответствии с предоперационным планированием выполняют доступ к кости, при этом область кости, где запланировано выполнение резекции, скелетизируют для установки персонифицированного шаблона и после адекватного позиционирования шаблона в его отверстия вводят спицы с последующей перфорацией кости; после позиционирования всех спиц шаблон удаляют из операционной раны; затем по спицам при помощи пил или долот выполняют резекцию кости и удаляют фрагмент кости, после чего удаляют спицы.

Краткое описание рисунков.

На фиг. 1 представлен пример персонифицированного шаблона 1, выполненного с поверхностью 2, конгруэнтной участку поверхности кости, на котором планируется выполнять ее резекцию. Отверстия 3 выполнены в шаблоне поперечными относительно соприкасающейся с костью поверхности 2 и определяют планируемую линию резекции кости, находящуюся в данном примере на пунктирной линии 4.

На фиг. 2 представлено позиционирование персонифицированного шаблона 1 на область кости, где будет выполняться ее резекция. Шаблон фиксируется установленными в отверстия шаблона спицами 5, которые определяют линию резекции, находящуюся на поверхности резекции, условно обозначенной пунктирной линией 6.

На фиг. 3 представлен завершение формирования линии резекции, где спицы 5 установлены во все отверстия шаблона 1.

На фиг. 4 представлена область кости, после удаления шаблона, где пунктирной линией 4 условно обозначена линия резекции, определяемая спицами 5.

На фиг. 5 представлена область кости, после удаления шаблона, где удаляемый фрагмент 7 кости выделен красным цветом.

На фиг. 6 представлена область кости после отделения фрагмента 7, где 8 - определяемая спицами 5 поверхность, по которой выполнена резекция.

На фиг. 7 представлена область кости после удаления спиц из зоны резекции.

Изобретение используется следующим образом.

На предоперационном этапе с использованием компьютерного моделирования и 3D-печати планируют границы резекции и изготавливают персонифицированный шаблон для резекции. Шаблон может быть изготовлен и другими, отличными от 3D-печати, методами.

Как показано на фиг. 1 персонифицированный шаблон 1 для резекции кости выполнен с поверхностью 2, конгруэнтной участку поверхности кости, на котором предполагается выполнять резекцию. Эта поверхность включает в себя планируемую линию резекции кости, условно обозначенную на фиг. 1 пунктирной линией 4. Линия резекции определена в шаблоне 1 отверстиями 3, выполненными в шаблоне поперечными относительно поверхности 2, соприкасающейся с костью.

В соответствии с предоперационным планированием выполняют доступ к области кости. При этом область кости, где планируется выполнение резекции, скелетизируют для установки персонифицированного шаблона. После адекватного позиционирования шаблона, как показано на фиг. 2, в его отверстия вводят, как показано на фиг. 2 - фиг. 3, одну за другой спицы 5 соответствующего диаметра с последующей перфорацией кости. После позиционирования всех спиц шаблон, как показано на фиг. 4, удаляют из операционной раны. Затем по спицам 5 при помощи силового оборудования или долот выполняют, как показано на фиг. 5 - фиг. 6, резекцию кости и удаляют фрагмент 7 кости. После чего, как показано на фиг. 7, удаляют спицы.

Таким образом, применение персонифицированного шаблона обеспечивает его позиционирование с учетом индивидуальных анатомических ориентиров кости и не зависит от положения пациента в пространстве. При этом использование заявленного изобретения исключает наличие шаблона в момент резекции, что обеспечивает исключение возможности попадания частиц шаблона в операционную рану. При этом резекцию можно выполнять не только пилами, например осцилляторной или реципроктной, но и при помощи долот, что в отдельных случаях, например, когда поверхность резекции представляет собой более сложную, чем плоскость, поверхность, является более предпочтительным вариантом. Кроме того, поскольку поверхность резекции, по существу, определяется расположением спиц 5, которое в свою очередь, определяется направляющими отверстиями 4 в шаблоне 1, обеспечивается возможность позиционирования инструментария в различных плоскостях по отношению к поверхности резекции, что особенно актуально при выполнении резекций костей сложных анатомических зон, когда доступ может быть ограничен мягкими тканями, сосудистыми, нервными структурами и другими анатомическими структурами.

Таким образом, существенные признаки данного изобретения, обеспечивают достижение заявленного технического результата.

Похожие патенты RU2797262C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ РЕЗЕКЦИИ КОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРСОНИФИЦИРОВАННОГО ШАБЛОНА 2021
  • Мусаев Эльмар Расимович
  • Алиев Мамед Джавадович
  • Сушенцов Евгений Александрович
  • Софронов Денис Игоревич
  • Агаев Дергах Камаледдинович
  • Федорова Александра Владимировна
  • Ефименко Ольга
RU2778613C1
СПОСОБ ФИКСАЦИИ ЭНДОПРОТЕЗОВ КОСТЕЙ И НАБОР УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА 2021
  • Сушенцов Евгений Александрович
  • Софронов Денис Игоревич
  • Ефименко Ольга
  • Агаев Дергах Камаледдинович
  • Федорова Александра Владимировна
  • Мусаев Эльмар Расимович
  • Алиев Мамед Джавадович
RU2779359C1
Способ резекции костей 2016
  • Котельников Геннадий Петрович
  • Козлов Сергей Васильевич
  • Приходько Сергей Александрович
  • Каганов Олег Игоревич
  • Колсанов Александр Владимирович
  • Долгушкин Дмитрий Александрович
  • Николаенко Андрей Николаевич
  • Иванов Виктор Вячеславович
RU2629324C1
Способ хирургического лечения артроза плечевого сустава с потерей костной массы гленоида 2020
  • Загородний Николай Васильевич
  • Федотов Евгений Юрьевич
RU2746525C1
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ 3D-ИМПЛАНТАТ ДЛЯ ЗАМЕНЫ ПЛЕЧЕВОГО СУСТАВА ПРИ ДЕФЕКТАХ ЛОПАТКИ И СПОСОБ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ ПЛЕЧЕВОГО СУСТАВА ПРИ ДЕФЕКТАХ ЛОПАТКИ 2022
  • Курильчик Александр Александрович
  • Стародубцев Алексей Леонидович
  • Иванов Вячеслав Евгеньевич
  • Зубарев Алексей Леонидович
  • Алиев Мамед Джавадович
  • Иванов Сергей Анатольевич
  • Каприн Андрей Дмитриевич
  • Красовский Игорь Борисович
  • Панченко Андрей Александрович
RU2787706C2
СПОСОБ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ПРОКСИМАЛЬНОГО ОТДЕЛА БОЛЬШЕБЕРЦОВОЙ КОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ КОЛЕННОГО СУСТАВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2019
  • Черный Александр Андреевич
  • Корнилов Николай Николаевич
  • Куляба Тарас Андреевич
  • Каземирский Александр Викторович
  • Денисов Алексей Олегович
  • Коваленко Антон Николаевич
  • Билык Станислав Сергеевич
RU2730985C1
СПОСОБ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ДИСТАЛЬНОГО ОТДЕЛА БЕДРЕННОЙ КОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ КОЛЕННОГО СУСТАВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2019
  • Черный Александр Андреевич
  • Корнилов Николай Николаевич
  • Куляба Тарас Андреевич
  • Каземирский Александр Викторович
  • Денисов Алексей Олегович
  • Коваленко Антон Николаевич
  • Билык Станислав Сергеевич
RU2724490C1
Способ моделирования и устройство персонифицированного эндопротеза костей скелета 2016
  • Николаенко Андрей Николаевич
  • Колсанов Александр Владимирович
  • Попов Николай Владимирович
RU2651104C1
СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО ЛЕЧЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ С ДЕФОРМАЦИЕЙ ПЕРЕДНЕГО ОТДЕЛА СТОПЫ 2018
  • Федотов Юрий Николаевич
  • Акулаев Антон Андреевич
  • Филиппова Анастасия Викторовна
  • Турбин Кирилл Олегович
  • Захаров Кирилл Игоревич
  • Маркин Сергей Александрович
  • Козлов Олег Алексеевич
  • Тищенков Константин Александрович
  • Егорова Валерия Вячеславовна
RU2708880C1
Способ подготовки и выполнения хирургической операции на органах малого таза 2020
  • Дорфман Марк Феликсович
  • Дорфман Софья Феликсовна
  • Гаспаров Александр Сергеевич
  • Радзинский Виктор Евсеевич
RU2736800C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 797 262 C2

Реферат патента 2023 года ПЕРСОНИФИЦИРОВАННЫЙ ШАБЛОН ДЛЯ РЕЗЕКЦИИ КОСТЕЙ

Изобретение относится к медицине. Персонифицированный шаблон для резекции костей выполнен с помощью компьютерного моделирования и 3D-печати выполнен с поверхностью, конгруэнтной участку поверхности кости, полностью включающему в себя планируемую линию ее резекции, определяемую в шаблоне выполненными в нем поперечными относительно соприкасающейся с костью поверхности направляющими отверстиями для спиц, которые вводят в отверстия с последующей перфорацией кости. Изобретение обеспечивает исключение попадания частиц шаблона в операционную рану во время резекции, возможность выполнения резекции не только пилами, но и при помощи долот, а также возможность позиционирования инструментария в различных плоскостях по отношению к поверхности резекции. 7 ил.

Формула изобретения RU 2 797 262 C2

Персонифицированный шаблон для резекции костей, выполненный с помощью компьютерного моделирования и 3D-печати, выполненный с поверхностью, конгруэнтной участку поверхности кости, полностью включающему в себя планируемую линию ее резекции, определяемую в шаблоне выполненными в нем поперечными относительно соприкасающейся с костью поверхности направляющими отверстиями для спиц, которые вводят в отверстия с последующей перфорацией кости.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2797262C2

Солесос 1922
  • Макаров Ю.А.
SU29A1

RU 2 797 262 C2

Авторы

Алиев Мамед Джавадович

Мусаев Эльмар Расимович

Сушенцов Евгений Александрович

Софронов Денис Игоревич

Агаев Дергах Камаледдинович

Федорова Александра Владимировна

Ефименко Ольга

Даты

2023-06-01Публикация

2021-07-13Подача