本公開涉及人工膝關(guān)節(jié)置換技術(shù)，具體涉及一種人工膝關(guān)節(jié)置換用股骨側(cè)假體。

背景技術(shù)：

人工全膝關(guān)節(jié)置換(tka)是治療晚期骨性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎或創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎的最佳途徑。據(jù)健康品質(zhì)研究機(jī)構(gòu)(agencyforhealthcareresearchandquality)報(bào)道，僅美國(guó)一年就有超過(guò)60萬(wàn)例的tka手術(shù)，總費(fèi)用高達(dá)數(shù)百億美元。通常來(lái)說(shuō)，行tka手術(shù)的膝關(guān)節(jié)的股骨遠(yuǎn)端被部分切除以接受股骨假體元件，脛骨近端被部分切除以接受脛骨假體元件。股骨假體元件的關(guān)節(jié)面幾何特征直接影響術(shù)后的膝關(guān)節(jié)功能，所以股骨假體的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。最接近正常人體股骨髁部幾何特征的股骨假體才能為接受手術(shù)者提供最接近正常膝關(guān)節(jié)的感覺。

人們最初認(rèn)為股骨髁部是個(gè)圓形，且圍繞一個(gè)固定的軸旋轉(zhuǎn)。一種現(xiàn)有技術(shù)提出了tka股骨假體設(shè)計(jì)采用單一曲率半徑(singleradius)的方法，如圖1所示。這種股骨假體1設(shè)計(jì)的原理在于把股骨內(nèi)外髁視作兩個(gè)近似半徑圓形的一段弧。這兩個(gè)圓形的圓心并不重合，但它們的連線被認(rèn)為重合于股骨髁部穿髁線(transepicondylaraxis，tea)，即股骨內(nèi)外髁最高點(diǎn)連線。也就是說(shuō)：tea與股骨遠(yuǎn)端和后髁表面的距離幾乎相等。這種以單半徑原理設(shè)計(jì)的股骨假體因缺少股骨后髁偏心距(offset)值，被越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)為是導(dǎo)致術(shù)后屈曲受限的重要原因之一?；颊咝g(shù)后的膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)與正常人體膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)相比，也有很大的差別。同時(shí)，這種內(nèi)外后髁等高的對(duì)稱性設(shè)計(jì)，在膝關(guān)節(jié)屈曲時(shí)不符合韌帶的張力特點(diǎn)，所以被認(rèn)為會(huì)導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定。

后來(lái)又有學(xué)者認(rèn)為股骨髁部是一個(gè)螺旋形，且旋轉(zhuǎn)軸并不是固定的，而是存在一個(gè)瞬時(shí)的旋轉(zhuǎn)中心。圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的螺旋形股骨髁部，該tka股骨假體髁部采用瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)中心的設(shè)計(jì)原理。此原理設(shè)計(jì)而成的股骨假體21把股骨髁部關(guān)節(jié)面輪廓視為螺旋形，分為多個(gè)不同圓半徑的曲面組成。但以此原理設(shè)計(jì)假體的方法異常繁瑣。

上世紀(jì)90年代，學(xué)者們又重新支持股骨髁部為圓形且旋轉(zhuǎn)軸固定的觀點(diǎn)。尤其核磁矢狀位掃描的應(yīng)用，更使得這些研究者堅(jiān)信股骨髁部在矢狀位是由多個(gè)圓形構(gòu)成。例如股骨髁部輪廓被認(rèn)為是由三個(gè)或四個(gè)半徑不同的圓形組成，且這些圓心彼此分離，如圖3所示。以這種原理設(shè)計(jì)而成的tka股骨假體31，在膝關(guān)節(jié)進(jìn)行屈伸過(guò)程中，股骨髁部的旋轉(zhuǎn)中心將從一個(gè)圓心突然跳至下一個(gè)圓心。而這種突然的較大的旋轉(zhuǎn)中心跳躍，將損害膝關(guān)節(jié)假體的穩(wěn)定性，導(dǎo)致假體的磨損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，提出了本公開的人工膝關(guān)節(jié)置換用股骨側(cè)假體。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，公開了一種人工膝關(guān)節(jié)置換用股骨側(cè)假體，包括：內(nèi)側(cè)元件，所述內(nèi)側(cè)元件包括內(nèi)髁部分和內(nèi)側(cè)滑車部分，所述內(nèi)髁部分的關(guān)節(jié)面在矢狀位上表現(xiàn)為第一橢圓上的一段弧，所述內(nèi)側(cè)滑車部分的關(guān)節(jié)面在矢狀位上表現(xiàn)為第二橢圓或圓形上的一段弧，以及外側(cè)元件，所述外側(cè)元件包括外側(cè)滑車部分和外髁部分，所述外側(cè)滑車部分的關(guān)節(jié)面在矢狀位上表現(xiàn)為第三橢圓或圓形上的一段弧，所述外髁部分的關(guān)節(jié)面在矢狀位上表現(xiàn)為第四橢圓上的一段弧。

根據(jù)一些實(shí)施例，介于所述內(nèi)側(cè)滑車部分和所述外側(cè)滑車部分之間的滑車溝最凹處的關(guān)節(jié)面在矢狀位上為第五圓形的一段弧。

根據(jù)一些實(shí)施例，第一橢圓的長(zhǎng)軸垂直于股骨機(jī)械軸，并且其圓心對(duì)應(yīng)于股骨內(nèi)髁內(nèi)側(cè)副韌帶附著點(diǎn)。

根據(jù)一些實(shí)施例，第四橢圓的長(zhǎng)軸相對(duì)于第一橢圓的長(zhǎng)軸順時(shí)針偏轉(zhuǎn)一角度，并且其圓心對(duì)應(yīng)于股骨外髁外側(cè)副韌帶附著點(diǎn)。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述第一橢圓的圓心和所述第四橢圓的圓心在矢狀位上重合，符合穿髁線tea的方向，并垂直于whiteside線。

根據(jù)一些實(shí)施例，第二橢圓的長(zhǎng)軸垂直于第一橢圓的長(zhǎng)軸，并且第二橢圓或圓形的圓心與第三橢圓或圓形的圓心在矢狀位上重合，符合穿髁線tea的方向，并垂直于whiteside線。

根據(jù)一些實(shí)施例，第一橢圓的長(zhǎng)軸和短軸與第二橢圓的長(zhǎng)軸和短軸相交而得到的矩形的長(zhǎng)在8mm至16mm之間，寬在4mm至12mm之間。

根據(jù)一些實(shí)施例，第一橢圓的圓心和第二橢圓的圓心之間的連線與第一橢圓的長(zhǎng)軸之間的角度范圍為25度至35度之間。

根據(jù)一些實(shí)施例，在矢狀位各個(gè)層面上的相應(yīng)第一橢圓的圓心在矢狀位上重合，且長(zhǎng)短軸方向一致，它們?cè)谌S空間上集合構(gòu)成完整的股骨內(nèi)髁部形狀，全部圓心的連線重合于穿髁線tea且垂直于whiteside線。

根據(jù)一些實(shí)施例，在矢狀位各個(gè)層面上的第四橢圓的圓心矢狀位上重合，且長(zhǎng)短軸方向一致，它們?cè)谌S空間上集合構(gòu)成完整的股骨外髁部形狀，全部圓心的連線重合于穿髁線tea且垂直于whiteside線，并且與股骨內(nèi)髁圓心連線重合一致。

根據(jù)一些實(shí)施例，在矢狀位各個(gè)層面上的第二橢圓或圓形的圓心矢狀位上重合，在三維空間上排列構(gòu)成完整的股骨內(nèi)側(cè)滑車關(guān)節(jié)面形狀。

根據(jù)一些實(shí)施例，當(dāng)股骨內(nèi)側(cè)滑車關(guān)節(jié)面呈同心橢圓時(shí)，這些橢圓的長(zhǎng)短軸方向相同，每個(gè)橢圓的離心率不同，這些橢圓的大小呈斐波那契數(shù)列排序，全部圓心的連線重合于穿髁線tea且垂直于whiteside線。

根據(jù)一些實(shí)施例，在矢狀位各個(gè)層面上的第三橢圓形或圓形的圓心矢狀位上重合，在三維空間上排列構(gòu)成完整的股骨外側(cè)滑車關(guān)節(jié)面形狀。

根據(jù)一些實(shí)施例，當(dāng)股骨外側(cè)滑車關(guān)節(jié)面呈同心圓時(shí)，全部圓心的連線重合于穿髁線tea且垂直于whiteside線，并且與股骨內(nèi)側(cè)滑車關(guān)節(jié)面圓心連線重合一致。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述外髁部分的后部矢狀位上短于且矮于所述內(nèi)髁部分的后部。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述外側(cè)滑車部分的前緣在矢狀位上長(zhǎng)于且高于所述內(nèi)側(cè)滑車部分的前緣。

根據(jù)一些實(shí)施例，通過(guò)第一橢圓和第二橢圓的相互關(guān)系及參數(shù)尺寸決定整個(gè)股骨假體的外側(cè)面和里側(cè)面的幾何設(shè)計(jì)參數(shù)。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述內(nèi)髁部分在冠狀位的關(guān)節(jié)面表示為圓形的一段弧，所述圓形的圓心與第一橢圓的圓心重合，并且半徑為所述第一橢圓的半短軸。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述內(nèi)髁部分在冠狀位的關(guān)節(jié)面表示為圓形的一段弧的角度范圍為50度至90度。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述外髁部分在冠狀位的關(guān)節(jié)面表示為橢圓的一段弧，所述橢圓的圓心與第四橢圓的圓心重合，且橢圓的長(zhǎng)軸參照穿髁線tea冠狀位上內(nèi)旋角度范圍為25度至35度之間。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述外髁部分在冠狀位的關(guān)節(jié)面表示為橢圓的一段弧的角度范圍為50度至90度。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述外髁部分在冠狀位的關(guān)節(jié)面表示為圓形的一段弧，其圓心與第四橢圓的圓心相重合，并且半徑為所述第四橢圓的半短軸。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述假體經(jīng)髁間結(jié)構(gòu)調(diào)整，適用于交叉韌帶保留型假體或后穩(wěn)定型假體或者其他類型翻修型假體或者個(gè)體化的3d打印假體，或適用于髕骨不置換型假體，髕骨置換型假體，或適用于動(dòng)態(tài)對(duì)準(zhǔn)(kinematicalignment)型假體或組配式假體。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述假體的軸距與冠狀位股骨內(nèi)髁圓形和股骨外髁橢圓的參數(shù)尺寸直接相關(guān)。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述第一橢圓上的一段弧的角度范圍為150度至200度，所述第四橢圓上的一段弧的角度范圍為120度至160度。

根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種脛骨側(cè)假體，與上述的人工膝關(guān)節(jié)置換用股骨側(cè)假體配合使用，其中，所述脛骨側(cè)假體的冠狀位形狀包括內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)面和外側(cè)脛骨平臺(tái)面，所述內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)面為適應(yīng)股骨內(nèi)髁冠狀位圓形形狀的圓凹形，所述外側(cè)脛骨平臺(tái)面為適應(yīng)股骨外髁冠狀位橢圓形形狀的橢圓凹形。

根據(jù)一些實(shí)施例，為了適用于動(dòng)態(tài)對(duì)準(zhǔn)(kinematicalignment)型脛骨平臺(tái)截骨面，所述脛骨側(cè)假體的底面設(shè)計(jì)為0度，1度，2度，3度的內(nèi)旋角度。

根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種人工膝關(guān)節(jié)置換用股骨側(cè)假體，包括：內(nèi)側(cè)元件，所述內(nèi)側(cè)元件包括內(nèi)髁部分和內(nèi)側(cè)滑車部分，所述內(nèi)髁部分的關(guān)節(jié)面在矢狀位上表現(xiàn)為第一圓形上的一段弧，所述內(nèi)側(cè)滑車部分的關(guān)節(jié)面在矢狀位上表現(xiàn)為第二橢圓或圓形上的一段弧，以及外側(cè)元件，所述外側(cè)元件包括外側(cè)滑車部分和外髁部分，所述外側(cè)滑車部分的關(guān)節(jié)面在矢狀位上表現(xiàn)為第三橢圓或圓形上的一段弧，所述外髁部分的關(guān)節(jié)面在矢狀位上表現(xiàn)為第四橢圓上的一段弧。

根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種人工膝關(guān)節(jié)置換用股骨側(cè)假體，包括：內(nèi)側(cè)元件，所述內(nèi)側(cè)元件包括內(nèi)髁部分和內(nèi)側(cè)滑車部分，所述內(nèi)髁部分的關(guān)節(jié)面在矢狀位上表現(xiàn)為第一橢圓上的一段弧，所述內(nèi)側(cè)滑車部分的關(guān)節(jié)面在矢狀位上表現(xiàn)為第二橢圓或圓形上的一段弧，以及外側(cè)元件，所述外側(cè)元件包括外側(cè)滑車部分和外髁部分，所述外側(cè)滑車部分的關(guān)節(jié)面在矢狀位上表現(xiàn)為第三橢圓或圓形上的一段弧，所述外髁部分的關(guān)節(jié)面在矢狀位上表現(xiàn)為第四圓形上的一段弧。

利用本公開上述實(shí)施例的假體能夠更為貼近正常人體股骨髁部的幾何形態(tài)，并簡(jiǎn)化了各種不同型號(hào)股骨假體的設(shè)計(jì)參數(shù)值。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本公開實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，在附圖中：

圖1是描述現(xiàn)有技術(shù)的股骨假體的示意圖；

圖2是描述另一現(xiàn)有技術(shù)的股骨假體的示意圖；

圖3是描述再一現(xiàn)有技術(shù)的股骨假體的示意圖；

圖4a是描述根據(jù)本公開實(shí)施例的股骨假體的膝關(guān)節(jié)內(nèi)髁矢狀位剖面示意圖；

圖4b是描述根據(jù)本公開實(shí)施例的股骨假體的膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)滑車矢狀位剖面示意圖；

圖5示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的股骨假體中的滑車最凹處矢狀位剖面示意圖；

圖6示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的股骨假體的膝關(guān)節(jié)股骨外髁及股骨滑車矢狀位剖面示意圖；

圖7a示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的股骨假體的體膝關(guān)節(jié)矢狀位股骨髁部橢圓形和圓形構(gòu)造重疊示意圖；

圖7b示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的股骨假體中股骨內(nèi)外髁橢圓圓形的冠狀面圖示；

圖8示出了根據(jù)本公開的股骨假體矢狀位剖面圖示意各橢圓形和圓形的關(guān)系特點(diǎn)，及形態(tài)結(jié)構(gòu)；

圖9a示出了本公開的股骨假體軸位剖面圖示意股骨假體關(guān)節(jié)面的不對(duì)稱性和里側(cè)面的對(duì)稱性，以及股骨內(nèi)髁部分的內(nèi)旋走向；以及

圖9b示出了本公開的股骨假體冠狀位后視圖示意髕骨不置換情況下的股骨內(nèi)外髁冠狀位形態(tài)和相應(yīng)的平臺(tái)部分結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)描述本公開的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本公開。在以下描述中，為了提供對(duì)本公開的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是：不必采用這些特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)行本公開。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本公開，未具體描述公知的材料或方法。

根據(jù)本公開實(shí)施例的tka股骨假體外形更為貼近正常人體股骨髁部和滑車部的幾何特征。如下的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例詳述了此橢圓原理及應(yīng)用于股骨假體的設(shè)計(jì)方法。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例將以圖示形式表現(xiàn)。但這些圖示及說(shuō)明并不限制本公開想要保護(hù)的創(chuàng)新內(nèi)容。每個(gè)圖示及說(shuō)明將關(guān)聯(lián)于其他圖示。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，本公開提供的股骨假體元件包括：股骨假體關(guān)節(jié)面和股骨假體里側(cè)面。其中，股骨假體關(guān)節(jié)面又分為股骨假體的內(nèi)側(cè)髁、外側(cè)髁、內(nèi)側(cè)滑車、外側(cè)滑車，滑車最凹層面。股骨假體的里側(cè)面又分為股骨假體的前切面、遠(yuǎn)切面、后切面、前斜面、后斜面。具體來(lái)說(shuō)，所述股骨假體內(nèi)側(cè)髁是指膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)與脛骨內(nèi)側(cè)間室關(guān)節(jié)式聯(lián)接部分；所述股骨假體外側(cè)髁是指膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)與脛骨外側(cè)間室關(guān)節(jié)式聯(lián)接部分；所述股骨內(nèi)側(cè)滑車是指膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)與髕骨內(nèi)側(cè)面相對(duì)應(yīng)部分；所述股骨外側(cè)滑車是指膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)與髕骨外側(cè)面相對(duì)應(yīng)部分；所述股骨滑車最凹層面是指股骨內(nèi)外側(cè)滑車相交的層面，其臨床上對(duì)應(yīng)于whiteside線位置。所述股骨假體的前切面是指股骨假體置入后鄰接股骨前側(cè)髁截骨面的部分；所述股骨假體的遠(yuǎn)切面是指股骨假體置入后鄰接股骨遠(yuǎn)端髁部截骨面的部分；所述股骨假體后切面是指股骨假體置入后鄰接股骨后側(cè)髁截骨面的部分；所述股骨假體前斜面是指連接于前切面和遠(yuǎn)切面部分；所述股骨假體后斜面是指連接于遠(yuǎn)切面和后切面部分。需要說(shuō)明的是，這里使用的“前”是指朝向人體的腹側(cè)；“后”是指朝向人體的背側(cè)；“近”是指朝向人體的頭側(cè)；“遠(yuǎn)”是指朝向人體的尾側(cè)，等等。同樣地，“矢狀位”、“冠狀位”和“軸位”的描述同解剖學(xué)平面定義?！八捷S”指向“前”“后”方向并平行于地面；“垂直軸”指向“遠(yuǎn)”“近”方向并垂直于地面。一般來(lái)講，股骨假體元件的“最遠(yuǎn)點(diǎn)”是指膝關(guān)節(jié)完全伸直時(shí)與對(duì)應(yīng)的脛骨支撐件建立的最遠(yuǎn)接觸點(diǎn)；股骨假體元件的“最后點(diǎn)”是指與“最遠(yuǎn)點(diǎn)”相垂直的股骨假體后方偏心距最大值點(diǎn)。股骨假體元件的“最前點(diǎn)”是指與“最后點(diǎn)”相反的股骨假體前方偏心距最大值點(diǎn)。

本公開描述的實(shí)施例顯示為左側(cè)股骨假體的元件。右側(cè)股骨假體元件和左側(cè)股骨假體元件呈矢狀位鏡像。因此，我們聲明這里描述的股骨假體的特征原理同等適用于左膝或右膝配置。需要明確的是，本公開的股骨假體設(shè)計(jì)包括“交叉韌帶保留型”(cr)假體。另一些預(yù)期的設(shè)計(jì)包括“后穩(wěn)定型”(ps)假體和“中級(jí)約束型”(mlc)假體等。其中“交叉韌帶保留型”(cr)假體相對(duì)于“后穩(wěn)定型”(ps)假體，省略了股骨假體元件上的凸輪結(jié)構(gòu)和脛骨假體元件上的立柱結(jié)構(gòu)。這使得“交叉韌帶保留型”(cr)假體在外側(cè)髁和內(nèi)側(cè)髁之間表現(xiàn)為整體敞開的且不被股骨凸輪結(jié)構(gòu)打斷的髁間空間。而“后穩(wěn)定型”(ps)假體和“中級(jí)約束型”(mlc)假體可由本公開的股骨假體經(jīng)適當(dāng)改進(jìn)而增加股骨假體元件上的凸輪結(jié)構(gòu)和脛骨支撐件上的立柱結(jié)構(gòu)而成。因此，本公開所述的所有原理特征都可與任何潛在預(yù)期的股骨假體設(shè)計(jì)一并使用。雖然任何潛在預(yù)期的股骨假體設(shè)計(jì)可能包括這里描述的所有特征，但也設(shè)想一些潛在預(yù)期的股骨假體設(shè)計(jì)可根據(jù)特殊應(yīng)用或其他情況需求，而省略或增加這里描述的一些特征。

根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在矢狀位上，股骨假體內(nèi)外髁關(guān)節(jié)面外形由橢圓構(gòu)成，內(nèi)外滑車關(guān)節(jié)面外形由橢圓和/或圓構(gòu)成；冠狀位上，股骨假體內(nèi)外髁關(guān)節(jié)面外形由橢圓形和圓形構(gòu)成。

例如，股骨假體內(nèi)外髁部分以橢圓的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)造，均為橢圓形的一段弧。其中股骨內(nèi)髁的橢圓稍大，其長(zhǎng)軸平行于水平線；股骨外髁的橢圓稍小，其長(zhǎng)軸方向參照于股骨內(nèi)髁橢圓呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度。同時(shí)，股骨內(nèi)外髁橢圓的圓心在股骨假體矢狀位上呈重合表現(xiàn)，符合臨床上穿髁線tea的方向。

再如，在矢狀位上，股骨內(nèi)髁關(guān)節(jié)軟骨面矢狀位各層面為橢圓形的集合，它們?cè)谌S空間上構(gòu)成完整的股骨內(nèi)外髁部形狀。其中股骨內(nèi)髁關(guān)節(jié)軟骨面的方向?yàn)榇怪庇诖辆€(tea)且平行于whiteside線的同心橢圓結(jié)構(gòu)；股骨外髁的方向?yàn)榇怪庇诖辆€(tea)且平行于whiteside線的同心橢圓結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，股骨假體滑車部分以圓和橢圓的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)造。股骨滑車溝最凹處關(guān)節(jié)面為圓形的一段?。还晒莾?nèi)側(cè)滑車關(guān)節(jié)面為橢圓形或圓形中的一段?。还晒峭鈧?cè)滑車關(guān)節(jié)面為圓形或橢圓形中的一段弧。其中的橢圓形的短軸方向垂直于股骨內(nèi)髁橢圓的長(zhǎng)軸。股骨滑車部分的橢圓或者圓的圓心在矢狀位上呈重合表現(xiàn)。

例如，在矢狀位上，全部股骨滑車各層面均可以橢圓形或圓形表現(xiàn)。它們?cè)谌S空間上構(gòu)成完整的股骨滑車部結(jié)構(gòu)。股骨內(nèi)側(cè)滑車關(guān)節(jié)軟骨面矢狀位各層面為橢圓形集合，且這些橢圓的長(zhǎng)短軸方向相同，每個(gè)橢圓的圓心同心圓排列。但每個(gè)橢圓的離心率并不相同。這些橢圓的大小例如呈斐波那契數(shù)列排序。全部股骨外側(cè)滑車層面均呈圓形表現(xiàn)，雖每個(gè)外側(cè)滑車圓形的半徑大小不同，但其圓心投影均重合。

例如，核磁(mri)矢狀位掃描膝關(guān)節(jié)的最佳或最正確的位置方式：所掃描膝關(guān)節(jié)處于伸直0度位置時(shí)，膝關(guān)節(jié)軸位定位相設(shè)定為沿股骨內(nèi)外髁最高點(diǎn)連線方向，膝關(guān)節(jié)冠狀位定位相設(shè)定為沿正切脛骨平臺(tái)關(guān)節(jié)面方向。股骨假體內(nèi)髁幾何特征可用橢圓形表示，屬于此橢圓形上的一段弧，例如該弧度的范圍為150度至200度。在一個(gè)實(shí)施例中，選取股骨內(nèi)髁最后點(diǎn)偏心距(offset)最大值所在的矢狀位層面，亦即股骨內(nèi)髁中間層面，所示股骨內(nèi)髁和橢圓形關(guān)系如圖4a。自內(nèi)側(cè)半月板前角33伸直位時(shí)在股骨內(nèi)髁42關(guān)節(jié)軟骨面36形成的前切跡recess34開始，至內(nèi)側(cè)半月板后角43高屈曲位時(shí)在股骨內(nèi)髁42形成的后切跡recess35結(jié)束，此段的股骨內(nèi)髁42的關(guān)節(jié)軟骨面36與一橢圓38重合。此橢圓38的長(zhǎng)軸垂直于股骨機(jī)械軸，其圓心39在mri軸位掃描上(圖9a)對(duì)應(yīng)于股骨內(nèi)髁內(nèi)側(cè)副韌帶附著點(diǎn)123。在一個(gè)實(shí)施例中，此橢圓38的半長(zhǎng)軸為31mm，半短軸為25mm，離心率為0.591。在另一個(gè)實(shí)施例中，此處橢圓的半長(zhǎng)軸為27mm，半短軸為22mm，離心率為0.58。在多個(gè)實(shí)施例中，其半長(zhǎng)軸在20mm至35mm之間，半短軸16mm至30mm之間，離心率在0.5至0.7之間。同時(shí)，通過(guò)橢圓圓心39與前后切跡34，35連線間的夾角α；橢圓圓心39和后切跡35連線與橢圓38長(zhǎng)軸之間的夾角β，即可對(duì)此段關(guān)節(jié)軟骨面36形狀長(zhǎng)度進(jìn)行描述。在一個(gè)實(shí)施例中，夾角α為180度，夾角β為35度。在另一個(gè)實(shí)施例中，夾角α為190度，夾角β為40度。在多個(gè)實(shí)施例中，夾角α在170度至195度之間，夾角β在20度至45度之間。在絕大多數(shù)情況下，股骨內(nèi)髁中間層面前方并無(wú)股骨內(nèi)側(cè)滑車關(guān)節(jié)面，即股骨內(nèi)髁中間層面的橢圓38不對(duì)應(yīng)于股骨內(nèi)側(cè)滑車最前點(diǎn)偏心距(offset)最大值層面，且這兩個(gè)層面的橢圓并不一致。因此，可以將此股骨內(nèi)髁橢圓38沿mri矢狀位掃描方向投射到股骨內(nèi)側(cè)滑車最前點(diǎn)偏心距(offset)最大值層面，如圖4b。自此層面內(nèi)側(cè)半月板前角45伸直位時(shí)在股骨內(nèi)髁42關(guān)節(jié)軟骨面36形成的前切跡recess46開始，向前上至此層面股骨內(nèi)側(cè)滑車關(guān)節(jié)軟骨面37結(jié)束，此段滑車關(guān)節(jié)軟骨面37可用一橢圓形40的一段弧表示。雖針對(duì)一部分受試者股骨假體的此段關(guān)節(jié)面表現(xiàn)為圓形較好，但大多數(shù)受試者的股骨假體表現(xiàn)為橢圓形較好。此股骨內(nèi)側(cè)滑車關(guān)節(jié)軟骨面橢圓40的長(zhǎng)軸垂直于股骨內(nèi)髁中間層面橢圓38的長(zhǎng)軸。此橢圓40是以如圖5所示的股骨滑車最凹層面上的圓形70為基準(zhǔn)所做，所以此橢圓40的圓心41與股骨滑車最凹層面(圖5)的圓形70的圓心41，在矢狀位掃描的投影重合。在一個(gè)實(shí)施例中，此橢圓40的半長(zhǎng)軸為29mm，半短軸為27mm，離心率為0.365。在多個(gè)實(shí)施例中，此橢圓40的半長(zhǎng)軸在20mm至35mm之間，半短軸20mm至30mm之間?？傮w來(lái)說(shuō)，此橢圓40半長(zhǎng)軸與半短軸之差不大，例如1mm，2mm，或3mm。同時(shí)，通過(guò)圓心41與前切跡46及滑車軟骨面結(jié)束點(diǎn)連線間的夾角γ，圓心41至滑車軟骨面結(jié)束點(diǎn)連線與此橢圓40半短軸之間夾角γ’，即可對(duì)此段滑車關(guān)節(jié)軟骨面的弧形37進(jìn)行描述。在多個(gè)實(shí)施例中，夾角γ在40度至80度之間，夾角γ’在-5度至40度之間。

根據(jù)一些實(shí)施例，股骨內(nèi)髁橢圓38的圓心39與股骨內(nèi)側(cè)滑車橢圓40的圓心41的位置關(guān)系決定整個(gè)股骨髁部與股骨滑車部的空間位置關(guān)系，決定著股骨假體的外徑里徑的參數(shù)值?？梢杂霉晒莾?nèi)髁橢圓38與股骨內(nèi)側(cè)滑車橢圓40的長(zhǎng)短軸相交圍成的矩形50來(lái)表述它們之間的關(guān)系。在一個(gè)實(shí)施例中，矩形50的長(zhǎng)107為13mm，寬109為9mm。在另一個(gè)實(shí)施例中，矩形50的長(zhǎng)107為12mm，寬109為7mm。在多個(gè)實(shí)施例中，矩形50的長(zhǎng)107在8mm至16mm之間，寬109在4mm至12mm之間。這兩個(gè)橢圓38,40的圓心39,41連線與股骨內(nèi)髁橢圓38長(zhǎng)軸的夾角為θ。在一個(gè)實(shí)施例中，θ為32度。在另一個(gè)實(shí)施例中，θ為35度。在多個(gè)實(shí)施例中，θ角度范圍在25度至35度之間。

股骨滑車最凹層面62即為臨床上whiteside線所在的層面，如圖5所示。此層面62是確定股骨內(nèi)外滑車關(guān)節(jié)面幾何形態(tài)的重要基礎(chǔ)。能夠最佳重合于此滑車層面62關(guān)節(jié)軟骨面64的，且同時(shí)等比例縮小后仍能最佳重合于此層面62軟骨下骨面65的圓形，有且只有一個(gè)圓形70。此圓形70的圓心41在mri矢狀位掃描投影，與股骨內(nèi)側(cè)滑車橢圓40圓心及股骨外側(cè)滑車圓形80圓心重合，故都用圓心41表示。臨床上的blumensaat線63被此圓形70囊括。類似于前面的表述，此層面62的滑車關(guān)節(jié)軟骨面64是該圓形70的一段弧，并可用該圓形70的半徑和角度表示。圓心41與滑車關(guān)節(jié)軟骨面64前后界連線的夾角為ψ；圓心41與關(guān)節(jié)軟骨面64前界的連線與水平軸夾角為ε。在一個(gè)實(shí)施例中，此圓形70的半徑為24mm，ψ為100度，ε為0度。在另一個(gè)實(shí)施例中，此圓形70的半徑為25mm，ψ為105度，ε為5度。在多個(gè)實(shí)施例中，此圓形70半徑大小為16mm至30mm，ψ范圍從90度至125度，ε范圍從-20度至10度。且此圓形70的半徑與股骨內(nèi)髁橢圓38的半長(zhǎng)軸長(zhǎng)度呈特定比率關(guān)系，例如2/5，3/5或3/4。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，股骨外髁幾何形狀可用橢圓形表示，屬于此橢圓形的一段弧，例如該弧度的范圍為120度至160度。在一個(gè)實(shí)施例中，可以選取股骨外髁最后點(diǎn)偏心距(offset)最大值所在的矢狀位層面，亦即股骨外髁中間層面，此層面矢狀位上同時(shí)也是股骨外側(cè)滑車最前點(diǎn)偏心距(offset)最大值層面，所示各關(guān)系如圖6。自外側(cè)半月板前角73伸直位時(shí)在股骨外髁82關(guān)節(jié)軟骨面76形成的前切跡recess74開始，至外側(cè)半月板后角83高屈曲位時(shí)在股骨外髁82形成的后切跡recess75結(jié)束，此段的股骨外髁82的關(guān)節(jié)軟骨面76與一橢圓78完全重合。此橢圓78的長(zhǎng)軸相對(duì)于股骨內(nèi)髁橢圓38長(zhǎng)軸，呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度ω，例如在一個(gè)實(shí)施例中為12度，另一實(shí)施例中為18度，在多個(gè)實(shí)施例中，ω平均旋轉(zhuǎn)5度至25度之間。其圓心79在矢狀位投影重合于股骨內(nèi)髁橢圓38的圓心39；在mri軸位上(圖9a)對(duì)應(yīng)于股骨外髁外側(cè)副韌帶附著點(diǎn)122。在一個(gè)實(shí)施例中，此橢圓78的半長(zhǎng)軸為30mm，半短軸為26mm；在另一個(gè)實(shí)施例中，此橢圓78的半長(zhǎng)軸為26mm，半短軸為23mm。在多個(gè)實(shí)施例中，此橢圓78的半長(zhǎng)軸在21mm至33mm之間，半短軸16mm至30mm之間，離心率在0.5至0.7之間。同時(shí)，通過(guò)測(cè)量圓心79與前后切跡74，75連線間的夾角圓心79和后切跡75連線與外髁橢圓78長(zhǎng)軸之間的夾角ζ，即可對(duì)此段關(guān)節(jié)面76弧進(jìn)行準(zhǔn)確地描述。在一個(gè)實(shí)施例中，為130度，ζ為40度。在多個(gè)實(shí)施例中，夾角在120度至160度之間，夾角ζ在30度至70度之間。

在此層面上，自前切跡recess74開始到股骨外側(cè)滑車關(guān)節(jié)軟骨面77結(jié)束，此段77可用圓形80表示。雖然針對(duì)一部分受試者該部分表現(xiàn)為橢圓形較好，但大多數(shù)受試者表現(xiàn)仍為圓形較好。此股骨外側(cè)滑車層面72圓形80的圓心41在mri矢狀位上與股骨內(nèi)側(cè)滑車橢圓40的圓心，以及股骨滑車最凹層面62的圓心完全重合。此圓形80的半徑在25mm至35mm之間，例如28mm，或者26mm。圓形80的圓心41與橢圓78下方交點(diǎn)的連線，圓形80的圓心41與股骨外側(cè)滑車軟骨關(guān)節(jié)面結(jié)束點(diǎn)連線，它們之間的夾角為ρ；圓形80的圓心41與股骨外側(cè)滑車軟骨面結(jié)束點(diǎn)的連線與水平軸之間的夾角為ρ’。夾角ρ在80度至120度之間，例如90度，100度或110度；夾角ρ’在-30度至20度之間，例如-10度，0度，或10度。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，股骨髁部在mri矢狀位掃描方向上：股骨內(nèi)外髁關(guān)節(jié)軟骨面幾乎均可用橢圓形表示，股骨內(nèi)外滑車關(guān)節(jié)軟骨面幾乎均可用橢圓形和/或圓形表示，股骨滑車最凹處(即滑車溝中心)為圓形表示，如圖7a。

股骨內(nèi)髁關(guān)節(jié)軟骨面矢狀位各層面為同圓心橢圓形的集合92，其中每個(gè)橢圓的大小不同，長(zhǎng)短軸方向一致且重合，每個(gè)橢圓有著近似的離心率，如圖7a。這代表著股骨外髁假體走行方向同矢狀方向。所以股骨內(nèi)髁關(guān)節(jié)軟骨面真正方向?yàn)槠叫杏趙hiteside線，垂直于穿髁線(tea)。股骨外髁關(guān)節(jié)軟骨面矢狀位各層面為橢圓形的集合93，如圖7a。其中每個(gè)橢圓的大小不同，長(zhǎng)短軸方向一致且近似重合，即每個(gè)橢圓的圓心近似重合呈同心圓排列。這代表著股骨外髁假體走行方向同矢狀方向。所以股骨外髁關(guān)節(jié)軟骨面真正方向?yàn)槠叫杏趙hiteside線，垂直于穿髁線(tea)。股骨內(nèi)側(cè)滑車關(guān)節(jié)軟骨面矢狀位各層面為橢圓形集合(圖7a)，且這些橢圓的長(zhǎng)短軸方向相同，每個(gè)橢圓的圓心同心圓排列。但每個(gè)橢圓的離心率并不相同。這些橢圓的大小例如呈斐波那契數(shù)列排序。mri矢狀位掃描股骨髁部，全部股骨外側(cè)滑車層面均呈圓形表現(xiàn)，雖每個(gè)外側(cè)滑車圓形的半徑大小不同，但其圓心41投影均重合(圖7a)。

在經(jīng)過(guò)股骨內(nèi)髁橢圓圓心39和股骨外髁橢圓圓心79的冠狀面上，其股骨內(nèi)外髁冠狀位關(guān)節(jié)面95,97可用圓形和橢圓形表示，如圖7b。以股骨內(nèi)髁橢圓圓心39為圓心，一圓形94可很好地重合于股骨內(nèi)髁冠狀位關(guān)節(jié)面95，其圓半徑等于股骨內(nèi)髁橢圓38的半短軸。此段關(guān)節(jié)面的弧度可用角度λ表示，例如該弧度的范圍為50度至90度。垂線分λ為λ1和λ2，其中λ1和λ2可以相等，也可以不相等。在一個(gè)實(shí)施例中，λ角度為65度；在另一個(gè)實(shí)施例中，λ角度為70度。以股骨外髁橢圓圓心79為中心，一橢圓96順時(shí)針旋轉(zhuǎn)δ1度，且恰與內(nèi)側(cè)圓形94相切且重合于股骨外髁冠狀位關(guān)節(jié)面97。此橢圓96的離心率等于0.618，即為完美橢圓。此段關(guān)節(jié)面的弧度可用角度δ表示，例如該弧度的范圍為50度至90度。垂線分δ為δ1和δ2，其中δ1和δ2不相等。在一個(gè)實(shí)施例中，δ角度為70度；在另一個(gè)實(shí)施例中，δ角度為75度。

根據(jù)本公開實(shí)施例的股骨側(cè)假體具有橢圓矢狀后髁幾何形態(tài)，橢圓和/或圓形矢狀滑車幾何形態(tài)，外側(cè)后髁短低于內(nèi)側(cè)后髁，外側(cè)滑車長(zhǎng)高于內(nèi)側(cè)滑車。根據(jù)以上實(shí)施例，已知股骨內(nèi)髁橢圓38的圓心39和股骨外髁橢圓78的圓心79相重合，且股骨內(nèi)側(cè)滑車橢圓40的圓心41、股骨外側(cè)滑車圓形80的圓心41和股骨滑車最凹處圓形70的圓心41相重合，故根據(jù)本公開實(shí)施例的tka股骨假體100矢狀位外形如圖8所示。本公開的股骨假體100分為關(guān)節(jié)面部分，即在膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與髕骨和脛骨相接觸的假體外圍表面；和里側(cè)面部分，即股骨假體置入后鄰接股骨髁部截骨面和骨水泥的部分。股骨假體100的矢狀關(guān)節(jié)面設(shè)計(jì)為不對(duì)稱型。股骨假體100關(guān)節(jié)面的前后徑和高度大小，由組成關(guān)節(jié)面的五個(gè)基本要素38,40,70,78,80的參數(shù)和θ，β角度所決定。為方便描述，可以將股骨假體100劃分為股骨假體內(nèi)半部元件即包括股骨假體內(nèi)髁部分51和股骨假體內(nèi)側(cè)滑車部分131；股骨假體外半部元件即包括股骨假體外髁部分91和股骨假體外側(cè)滑車部分141；股骨假體滑車溝101即滑車最凹平面所在。矢狀位上，股骨假體內(nèi)半部元件51,131的關(guān)節(jié)面幾何形態(tài)由橢圓形38和橢圓形40結(jié)合構(gòu)成；股骨假體外半部元件91,141的關(guān)節(jié)面幾何形態(tài)由橢圓形78和圓形80結(jié)合構(gòu)成；股骨假體滑車溝101關(guān)節(jié)面幾何形態(tài)由圓形70構(gòu)成。

股骨假體的關(guān)節(jié)面輪廓呈不對(duì)稱表現(xiàn)，股骨假體的外側(cè)部分相對(duì)于內(nèi)側(cè)部分向前。所以股骨假體的后外髁偏心距offset值小于內(nèi)側(cè)，且高度低于內(nèi)側(cè)。股骨假體的前髁偏心距offset值大于內(nèi)側(cè)。軸位上看，股骨假體自帶外旋。總體來(lái)說(shuō)，股骨假體后外髁小于低于后內(nèi)髁的外形需要保護(hù)，這種結(jié)構(gòu)有利于加大膝關(guān)節(jié)屈曲角度。股骨假體關(guān)節(jié)面輪廓的前后徑和高度均可應(yīng)用構(gòu)成股骨假體的橢圓、圓形、以及重要角度值進(jìn)行精確計(jì)算。其參數(shù)值隨著股骨假體型號(hào)的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。

矢狀位上，股骨假體外半部元件91，141相對(duì)于股骨假體內(nèi)半部元件51，131向前一定距離。這個(gè)距離因假體的不同型號(hào)而有不同參數(shù)值，例如1mm，2mm，3mm，也可以是4mm。具體來(lái)說(shuō)，股骨假體外髁91的后部要短于矮于股骨假體內(nèi)髁51的后部。這形成了它們之間的距離差dp，和高度差hd，如圖8。dp和hd的參數(shù)值不是固定值，其隨著假體型號(hào)的不同的變化而變化，即它們隨著組成關(guān)節(jié)面的橢圓形38,40,78和圓形70,80的參數(shù)值變化而變化。例如dp的數(shù)值可以是2mm，3mm，或者4mm；hd的數(shù)值可以是1mm，2mm，或者3mm。股骨假體外髁91的后部末端略呈尖形；而股骨假體內(nèi)髁51后部末端略呈平鈍107。此平鈍面107的參數(shù)值也是隨著假體型號(hào)不同而變化的。股骨假體外側(cè)滑車部分141的外緣，在矢狀位上更加向前；在軸位上要高于股骨假體內(nèi)側(cè)滑車部分131的外緣，如圖9a。這形成了它們之間的距離差da。da的數(shù)值并不是固定的，它隨著組成關(guān)節(jié)面的橢圓形38,40,78和圓形70,80的參數(shù)變化而變化。例如da的數(shù)值可以是2mm，3mm，或者4mm，5mm。股骨假體100前緣上部118,119,120正切于股骨干前方骨皮質(zhì)，其設(shè)計(jì)為短直線形狀，以減少髕骨壓力，其中前緣上部的最高點(diǎn)水平于股骨滑車最凹處圓形70的最高點(diǎn)。

股骨假體的里側(cè)輪廓呈對(duì)稱表現(xiàn)，以利于截骨步驟和間隙平衡步驟。其截骨線對(duì)應(yīng)的里側(cè)輪廓的參數(shù)值均可應(yīng)用構(gòu)成股骨假體的橢圓、圓形、以及重要角度值進(jìn)行精確計(jì)算。其參數(shù)值隨著股骨假體型號(hào)的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。

股骨假體100的里側(cè)面52,53,54,55,56為股骨遠(yuǎn)端截骨后與之相對(duì)應(yīng)接觸的矩形結(jié)構(gòu)(包含/不含骨水泥)。為簡(jiǎn)化截骨步驟，并便于術(shù)中進(jìn)行間隙平衡技術(shù)，股骨假體100的里側(cè)面設(shè)計(jì)為對(duì)稱矩形。股骨假體里側(cè)面的后切面52垂直于水平軸，即垂直于股骨內(nèi)髁內(nèi)側(cè)橢圓38的長(zhǎng)軸，如圖8。本公開的后切面52能恰好切割至股骨內(nèi)外髁42,82的關(guān)節(jié)面的結(jié)束位置，如圖4b所示。而且通過(guò)股骨內(nèi)髁的內(nèi)側(cè)橢圓38能判定股骨假體里側(cè)面后切面52所處的位置和高度參數(shù)值。股骨假體內(nèi)髁部分51后髁關(guān)節(jié)面結(jié)束點(diǎn)與股骨內(nèi)髁內(nèi)側(cè)橢圓38的圓心39的連線，經(jīng)過(guò)股骨假體外髁部分91髁關(guān)節(jié)面結(jié)束點(diǎn)。此連線與股骨內(nèi)髁內(nèi)側(cè)橢圓38的長(zhǎng)軸呈角度β。所以，以橢圓形基本公式即可算出股骨假體里側(cè)面后切面52的位置和高度。此后切面52的位置和高度因假體不同型號(hào)的變化而變化。股骨假體里側(cè)面的下切面53和后斜面55的參數(shù)值受后切面52的直接影響，位于股骨內(nèi)髁部分51后髁關(guān)節(jié)面結(jié)束點(diǎn)平行于股骨內(nèi)側(cè)橢圓38長(zhǎng)短軸所圍成的矩形框中；其參數(shù)值因假體不同型號(hào)的變化而變化。股骨假體100里側(cè)面前切面54以股骨假體滑車溝101為基準(zhǔn)，向后移動(dòng)一個(gè)軟骨面的厚度，以保證滑車最凹處軟骨面的去除，例如2mm或3mm。同時(shí)與垂直軸或者說(shuō)是內(nèi)側(cè)橢圓38的短軸呈2度的前傾角以防止破壞股骨遠(yuǎn)端前側(cè)骨皮質(zhì)(notch)，也可以是1度或3度。里側(cè)面下切面53終末引出一條線段與內(nèi)側(cè)橢圓38長(zhǎng)軸呈45度角相交于里側(cè)面前切面54構(gòu)成里側(cè)面前斜面56。據(jù)此，股骨假體里側(cè)面前切面54和前斜面56的參數(shù)由股骨內(nèi)外側(cè)橢圓38,78股骨滑車橢圓40，股骨滑車圓形70,80的參數(shù)和θ和β角度所決定。股骨假體滑車溝101設(shè)計(jì)為1/4圓形弧，其具體參數(shù)值(深度和半徑)直接由滑車最凹層面圓形70、股骨內(nèi)側(cè)橢圓38、θ角度所決定，隨假體型號(hào)而變化。

軸位視角觀察本公開的股骨假體100，如圖9a。股骨假體內(nèi)側(cè)滑車部分131，股骨假體外髁部分91和股骨假體外側(cè)滑車部分141，股骨假體滑車溝101的設(shè)計(jì)制作方向?yàn)榇怪庇诠晒莾?nèi)外髁橢圓圓心39,79連線(即穿髁線transepicondylaraxis,tea)的總體方向133。其中，股骨內(nèi)側(cè)橢圓38的圓心39軸位對(duì)應(yīng)于股骨內(nèi)髁最高點(diǎn)，或者說(shuō)內(nèi)側(cè)副韌帶附著點(diǎn)123；股骨外側(cè)橢圓78的圓心79軸位對(duì)應(yīng)于股骨外髁最高點(diǎn)，或者說(shuō)外側(cè)副韌帶附著點(diǎn)122。股骨外側(cè)滑車關(guān)節(jié)面前外側(cè)緣高于股骨內(nèi)側(cè)滑車關(guān)節(jié)面前內(nèi)側(cè)緣最高點(diǎn)，其距離如前所述da；股骨假體外髁91后髁偏心距(offset)最大值小于內(nèi)髁51后髁偏心距(offset)最大值，其差如前所述dp；其連線與tea呈角度π，例如π的角度可以是3度，也可以是2度或4度，等等。

根據(jù)以上矢狀位橢圓和圓形原理，以及冠狀位橢圓和圓形原理，在髕骨不置換型假體中，股骨內(nèi)髁冠狀位為圓弧結(jié)構(gòu)；而股骨外髁冠狀位為橢圓弧結(jié)構(gòu)。脛骨平臺(tái)側(cè)為相對(duì)應(yīng)的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。且脛骨平臺(tái)側(cè)改進(jìn)為適應(yīng)整體下肢力線的內(nèi)翻角度。當(dāng)在髕骨置換假體中，股骨內(nèi)外髁冠狀位為對(duì)稱圓弧結(jié)構(gòu)。

本公開股骨假體100的冠狀位后方視角，如圖9b。股骨假體外髁91高度低于股骨假體內(nèi)髁51，如前所述hd。依據(jù)人種和術(shù)中具體情況，股骨內(nèi)外髁冠狀位關(guān)節(jié)面外形和股骨滑車溝101設(shè)計(jì)可分為髕骨不置換型和髕骨置換型兩種情況：當(dāng)患者髕骨不進(jìn)行置換時(shí)，股骨假體100內(nèi)外髁冠狀位關(guān)節(jié)面為圓形和橢圓形中一段弧的設(shè)計(jì)，如圖7b和圖9b。股骨假體內(nèi)側(cè)髁冠狀位關(guān)節(jié)面95為一圓形94的一段弧，用角度表示為λ。圓形94的圓心為股骨內(nèi)髁橢圓38的圓心39，且半徑為股骨內(nèi)髁橢圓38的半短軸。此關(guān)節(jié)面95所對(duì)應(yīng)的平臺(tái)假體150的內(nèi)側(cè)平臺(tái)冠狀面151為完全適應(yīng)于此關(guān)節(jié)面95曲率的圓凹形狀。股骨假體外側(cè)髁冠狀位關(guān)節(jié)面97為一橢圓形96的一段弧，用角度表示為δ。此橢圓形96的圓心為股骨外髁橢圓78的圓心79，其離心率為0.618，其半徑近似于股骨內(nèi)髁橢圓38的半短軸。此關(guān)節(jié)面97所對(duì)應(yīng)的平臺(tái)假體150的外側(cè)平臺(tái)冠狀面152為完全適應(yīng)于此關(guān)節(jié)面97橢圓形狀的凹形結(jié)構(gòu)。所以髕骨不置換型股骨假體相應(yīng)的脛骨平臺(tái)假體150冠狀位結(jié)構(gòu)如上所述。為適應(yīng)整體下肢力線和正常脛骨平臺(tái)即存在內(nèi)翻的情況(即：動(dòng)態(tài)對(duì)準(zhǔn)kinematicalignment)，脛骨平臺(tái)假體150的遠(yuǎn)端面154可設(shè)計(jì)為垂直于與脛骨機(jī)械軸，也可以呈內(nèi)翻ω角。ω角可以是1度，2度或3度?；嚋?01設(shè)計(jì)則參考矢狀位股骨內(nèi)外滑車橢圓和圓形40,70,80而構(gòu)成，如圖7a。當(dāng)患者髕骨進(jìn)行置換時(shí)，則采用外髁冠狀位關(guān)節(jié)面圓形中一段弧的設(shè)計(jì)；滑車溝設(shè)計(jì)為外翻6°凹槽，以對(duì)應(yīng)髕骨假體圓頂形狀。

根據(jù)以上橢圓原理構(gòu)建的股骨假體，經(jīng)適當(dāng)髁間調(diào)整，可適用于保留叉韌帶股骨假體(cr假體)的制作，和/或后穩(wěn)定型股骨假體(ps假體)的制作。

根據(jù)以上橢圓原理，經(jīng)適當(dāng)調(diào)整，可應(yīng)用于單髁置換假體的設(shè)計(jì)制作，和/或前髁滑車部分置換假體的設(shè)計(jì)制作，和/或組配式股骨假體的制作。

根據(jù)上述實(shí)施例，股骨假體內(nèi)外髁在矢狀位上是橢圓形的一段弧。內(nèi)側(cè)髁橢圓為一個(gè)長(zhǎng)軸垂直于股骨長(zhǎng)軸的橢圓，外側(cè)髁橢圓相對(duì)于內(nèi)側(cè)髁橢圓長(zhǎng)軸可以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度(7度至22度)。根據(jù)一些實(shí)施例，矢狀位掃描層面上，全部股骨內(nèi)外側(cè)髁形狀均可用橢圓形表示。這樣能很好地解釋穿髁線(transepicondylaraxis，tea)準(zhǔn)確的空間位置。股骨后髁偏心距(offset)值的由來(lái)和大小、脛骨平臺(tái)后傾的來(lái)由。根據(jù)一些實(shí)施例，股骨內(nèi)側(cè)滑車關(guān)節(jié)面在矢狀位上為一橢圓形的一段弧，此橢圓形長(zhǎng)軸垂直于內(nèi)側(cè)橢圓的長(zhǎng)軸。股骨外側(cè)滑車關(guān)節(jié)面在矢狀位上為一圓形的一段弧。以上實(shí)施例的假體最貼近正常人體股骨髁部的幾何形態(tài)，有助于更好地設(shè)計(jì)tka股骨假體，并大大簡(jiǎn)化了各種不同型號(hào)股骨假體的設(shè)計(jì)參數(shù)值。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，股骨內(nèi)髁橢圓的設(shè)計(jì)為矢狀位垂直于穿髁線(tea)且平行于whiteside線的的同心橢圓結(jié)構(gòu)，為最符合正常人體股骨內(nèi)髁的走行方向和形狀。股骨外髁橢圓是按照正常人體膝關(guān)節(jié)股骨外后髁關(guān)節(jié)軟骨面形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)的。股骨外髁的橢圓稍小于股骨內(nèi)髁橢圓。其長(zhǎng)軸方向參照于股骨內(nèi)髁橢圓呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度。同時(shí)，股骨內(nèi)外髁橢圓的圓心在股骨假體矢狀位上呈重合表現(xiàn)。但是在替代方案中，可將股骨外髁橢圓簡(jiǎn)化為長(zhǎng)短軸方向與股骨內(nèi)髁橢圓相一致，而取消順時(shí)針旋轉(zhuǎn)這個(gè)步驟，這可以更加簡(jiǎn)化股骨假體設(shè)計(jì)制作的過(guò)程。雖改變后的外形與正常人體肩關(guān)節(jié)股骨外后髁關(guān)節(jié)軟骨面形狀并不一致，但也無(wú)不可。輔以相匹配的脛骨平臺(tái)側(cè)假體墊片，也可以取到良好的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)效果。

此外，在上述的實(shí)施例中，是將股骨內(nèi)外側(cè)滑車描述成由橢圓形或圓形構(gòu)成。這個(gè)方案是最終統(tǒng)計(jì)學(xué)分析得出。雖然大部分實(shí)施例股骨內(nèi)髁表現(xiàn)為橢圓形，但也有少部分實(shí)施例股骨內(nèi)髁表現(xiàn)為圓形；雖然大部分實(shí)施例股骨外髁表現(xiàn)為圓形，但也有少部分實(shí)施例股骨外髁表現(xiàn)為橢圓形。且我們的具體實(shí)施方案是建立在分析中國(guó)人正常膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，不排除種族不同而產(chǎn)生的差異。如果將股骨內(nèi)髁描述成圓形、股骨外髁描述成橢圓形；或者將股骨內(nèi)外髁都描述成圓形、或者都描述成橢圓形，輔以相匹配的髕骨置換假體，也可以取得良好的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)效果。

需要說(shuō)明的是，這里描述的股骨假體的特征原理同等適用于左膝或右膝配置。需要明確的是，本公開的股骨假體設(shè)計(jì)包括“交叉韌帶保留型”(cr)假體、“后穩(wěn)定型”(ps)假體或其他翻修類假體設(shè)計(jì)。其中“交叉韌帶保留型”(cr)假體相對(duì)于“后穩(wěn)定型”(ps)假體，省略了股骨假體元件上的凸輪結(jié)構(gòu)和脛骨假體元件上的立柱結(jié)構(gòu)。這使得“交叉韌帶保留型”(cr)假體在外側(cè)髁和內(nèi)側(cè)髁之間表現(xiàn)為整體敞開的且不被股骨凸輪結(jié)構(gòu)打斷的髁間空間。任何類型假體可由本公開的股骨假體經(jīng)適當(dāng)改進(jìn)而增加股骨假體元件上的凸輪結(jié)構(gòu)和脛骨支撐件上的立柱結(jié)構(gòu)而成。因此，本公開所述的所有原理特征都可與任何潛在預(yù)期的股骨假體設(shè)計(jì)一并使用。雖然任何潛在預(yù)期的股骨假體設(shè)計(jì)可能包括這里描述的所有特征，但也設(shè)想一些潛在預(yù)期的股骨假體設(shè)計(jì)可根據(jù)特殊應(yīng)用或其他情況需求，而省略或增加這里描述的一些特征。

此外，本公開提出的橢圓原理假體設(shè)計(jì)理論，在非大批量生產(chǎn)時(shí)，如定制的個(gè)體化三維(3d)打印膝關(guān)節(jié)假體中，也將受到本專利保護(hù)。

在某些特殊情況下，如生產(chǎn)單髁假體(單間室內(nèi)髁假體和/或單間室外髁假體)和/或滑車假體，以及它們之間組配而成的假體時(shí)，仍將受到本專利保護(hù)。

這樣，本公開實(shí)施例的假體更為符合正常人體膝關(guān)節(jié)形態(tài)結(jié)構(gòu)，并且把復(fù)雜的、不可解讀的膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的、可有效重復(fù)的橢圓形、圓形的空間構(gòu)成。

此外，根據(jù)本公開實(shí)施例提出的橢圓形、圓形原理而制作的股骨假體，其各組件的參數(shù)都可以以橢圓形、圓形的、重要角度參數(shù)體現(xiàn)，且隨著各參數(shù)的變化而相應(yīng)出現(xiàn)變化，從而實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)假體的精確制作。

雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本公開，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語(yǔ)是說(shuō)明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本公開能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離公開的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。