專利名稱：邊緣表面幾何形狀可變的髖臼殼體襯里的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明總的涉及髖臼的假體裝置，尤其涉及一種改進(jìn)的髖臼殼體襯里，該襯里具有幾何形狀可變的邊緣表面。
本發(fā)明的背景人造植入物包括髖關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)在矯正外科中被廣泛使用。髖關(guān)節(jié)是常見的。人體髖關(guān)節(jié)的作用在機(jī)構(gòu)上就象一個(gè)球體和承窩那樣，其中股骨的球狀頭被定位在骨盆的凹窩狀髖臼內(nèi)。在整個(gè)髖關(guān)節(jié)更換時(shí)，股骨頭部和髖臼表面都須用假體裝置更換。
在普通等級中數(shù)一流的髖假體裝置包括一個(gè)髖臼部分，在其內(nèi)設(shè)置的假體股骨部分的頭部按設(shè)計(jì)為與髖臼部分鉸接。最初設(shè)計(jì)的髖臼部分具有一個(gè)薄的支承表面或襯里，該襯里與一大的股骨部分頭接合。這種設(shè)計(jì)允許有良好的活動(dòng)范圍及股骨部分頭的錯(cuò)位或半脫位的低發(fā)生率；但薄襯里的磨損嚴(yán)重，需要更換。
髖臼部分一般為殼體和襯里的組合件，但也可只是襯里。一般使用金屬殼體和聚合物襯里。但襯里可由多種材料制成，包括而不限于聚乙烯、特高分子量聚乙烯和陶瓷材料。殼體通常大致成半球形，其特點(diǎn)是有一外凸的表面和一適于安置聚合物殼體襯里的內(nèi)凹表面。殼體襯里配合在殼體內(nèi)，有一外凸和內(nèi)凹的表面。在髖臼部分組合件內(nèi)殼體襯里為一支承元件，其凸面與殼體或髖臼的內(nèi)凹表面一致，而其凹面安置股骨部件的頭部。
襯里的凹面或內(nèi)凹表面的特點(diǎn)為具有一條通過其中心的軸線，這條軸線可以或不與殼體的中心軸線一致。在一典型的襯里內(nèi)，凹面有一半球形的幾何形狀，也被稱為內(nèi)直徑。在這種襯里內(nèi)，其幾何形狀的特點(diǎn)為與一條通過內(nèi)直徑中心的軸線同心。
髖臼部分被賦形為能被安置并固定在骨盆的髖臼內(nèi)。髖臼組件一般為一殼體和襯里的組合件。如果只用襯里，最常見的是用骨膠泥將它固定在髖臼內(nèi)。
股骨部分一般具有一個(gè)球形或準(zhǔn)球形的頭部，通過頸部連結(jié)在一狹長的干部上。在使用時(shí)，狹長干部處在股骨的骨髓腔管內(nèi)，而球形或準(zhǔn)球形的頭部鉸接在襯里的內(nèi)直徑內(nèi)。
目前與初始的設(shè)計(jì)相比，髖關(guān)節(jié)假體的髖臼部分具有較厚的襯里，而股骨部分具有尺寸較小的頭部。包括較厚襯里的髖臼設(shè)計(jì)能夠提供較多的支承和較少的表面面積摩損，但由于頭部尺寸較小，會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位和半脫位以及活動(dòng)范圍減小的問題。這樣在設(shè)計(jì)整個(gè)髖關(guān)節(jié)更換部分時(shí)一個(gè)要考慮的關(guān)鍵點(diǎn)就是如何設(shè)計(jì)部分使在鉸接時(shí)股骨部分與襯里邊緣的接觸為最小，這樣來減少由于邊緣接觸而引起的半脫位、錯(cuò)位和磨損，同時(shí)允許有一個(gè)最大的合適的活動(dòng)范圍。在力求解決活動(dòng)范圍有限、與邊緣接觸的摩損和錯(cuò)位或半脫位的髖更換程序中有多種髖臼襯里可供使用。
例如標(biāo)準(zhǔn)的不前傾的襯里，也被稱為平的或零度的襯里，具有一個(gè)寬的邊緣表面或碰撞表面。在標(biāo)準(zhǔn)襯里上的股骨頭部的旋轉(zhuǎn)中心一般與髖臼殼體同心。這種型式的標(biāo)準(zhǔn)襯里被用來提供寬廣的活動(dòng)范圍。使用這種襯里要求將髖臼部分最佳地定位在髖臼內(nèi)，以便提供病人所需的活動(dòng)范圍。雖然標(biāo)準(zhǔn)襯里允許有寬廣的活動(dòng)范圍，但若定位不當(dāng)，它們會(huì)增加錯(cuò)位的可能性。為了解決這個(gè)問題，可使用高壁襯里。
與標(biāo)準(zhǔn)襯里不同，高壁襯里也被稱為帶肩的或帶唇的襯里，它在襯里內(nèi)直徑的周邊的孤段上采用延伸的升高部分，為的是增加股骨頭部的覆蓋，從而減少錯(cuò)位和半脫位的發(fā)生。在穩(wěn)定性差的情況下為了防止錯(cuò)位，使用高壁襯里可能是有益的。例如可見T.Cobb等人所著《在整個(gè)髖關(guān)節(jié)成形術(shù)中的邊緣升高的髖臼襯里與手術(shù)后錯(cuò)位的關(guān)系》，骨和關(guān)節(jié)的外科手術(shù)雜志，卷78-A，編號1，1996年1月，80-86頁。但高壁襯里的所有各種設(shè)計(jì)都會(huì)沿升高的邊緣弧段的方向減少接觸活動(dòng)弧度，而在相反方向上的活動(dòng)沒有相應(yīng)增加。這樣與標(biāo)準(zhǔn)襯里相比，總的活動(dòng)范圍就會(huì)顯著減少。這個(gè)活動(dòng)范圍的減少使這些設(shè)計(jì)在髖臼內(nèi)的旋轉(zhuǎn)定位特別重要，因?yàn)橹挥芯_的定位才能減少邊緣與鉸接的股骨部分頸部的接觸，從而減少由于這種接觸而會(huì)在邊緣上發(fā)生的聚乙烯磨損的潛在加速。
一般來說，前傾的襯里能使襯里內(nèi)直徑的中心軸線相對于殼體的中心軸線重新取向。前傾的襯里能使股骨部分頭部上的俘獲區(qū)域偏移，為的是提高髖關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性并減少發(fā)生錯(cuò)位的危險(xiǎn)。但使用前傾的襯里可能會(huì)減少允許的活動(dòng)范圍。
某些襯里在其內(nèi)直徑圓周周圍的邊緣表面的形狀具有不變的倒角。雖然具有倒角的邊緣表面可增加活動(dòng)范圍，但一定不變的形狀不一定能使可能的活動(dòng)范圍優(yōu)化，因?yàn)樵诠晒遣糠诸i部與襯里接觸的狀態(tài)下該邊緣表面形狀不一定能與股骨部分的橫截面適配。在這一點(diǎn)上股骨部分被稱為處在與襯里碰撞的狀態(tài)。
假體的活動(dòng)范圍在過去曾用一個(gè)圓錐體來評價(jià)，該圓錐體限定假體接觸活動(dòng)的極限或碰撞角，如同下列文獻(xiàn)所說明的，Thornberry等《在整體髖更換中預(yù)部的形狀尺寸和髖臼的設(shè)計(jì)對碰撞運(yùn)動(dòng)的影響》，這是1998年在美國Louisiana州New Orleans的1998 AAOS會(huì)議上的科學(xué)展示，其整個(gè)內(nèi)容被本文參考引用。圓錐體的大小取決于部分的設(shè)計(jì)。改變部分的取向使外科醫(yī)生能夠偏移圓錐體的方向。在一成功的部分安置中，圓錐體被這樣定位，使病人能有所需的活動(dòng)范圍。圓錐體的底可提供有關(guān)彎曲、延伸、內(nèi)收、和外展的信息。彎曲一延伸以及外展一內(nèi)收的方向可被繪成一條在圓錐體底上的線。該線與圓錐體的交點(diǎn)為假體在該方向上的最大活動(dòng)范圍。能提供所需活動(dòng)范圍的設(shè)計(jì)一般能得到良好的臨床效果。例如可見B.McGrory等人所著《在整個(gè)髖關(guān)節(jié)成形術(shù)后測量的髖活動(dòng)范圍與對調(diào)查表回答的關(guān)聯(lián)》關(guān)節(jié)成形術(shù)雜志，卷II，編號5，1996年。
因此需要有一種形成髖臼殼體襯里的方法，該方法能優(yōu)化成使活動(dòng)范圍為最大，而與股骨部分頸部的干涉為最小。還需要一種由這方法形成的襯里。
本發(fā)明的綜述按照本發(fā)明的方法和結(jié)構(gòu)包括一種生產(chǎn)髖臼襯里的方法，其中邊緣表面的幾何形狀是可變的，而不是設(shè)定的，為的是使活動(dòng)范圍優(yōu)化并盡可能減少與股骨部分頸部的干涉。這個(gè)幾何形狀可變的邊緣表面被采用在襯里內(nèi)凹表面的邊緣周圍，即一般為半球形的髖臼襯里內(nèi)直徑的圓周周圍，該邊緣表面可延遲與股骨部分頸部或干部的干涉或碰撞，造成活動(dòng)范圍的增大。這樣這個(gè)幾何形狀可變的邊緣表面可延遲股骨部分頸部在鉸按時(shí)與它接觸的時(shí)間，因而能增大股骨部分的活動(dòng)范圍并使襯里優(yōu)化。
增大活動(dòng)范圍有許多益處和優(yōu)點(diǎn)。例如，增大活動(dòng)范圍首先可使病人有較大的活動(dòng)范圍。其次，增大活動(dòng)范圍能在進(jìn)行手術(shù)時(shí)給外科醫(yī)生提供較大的余地來對付部分旋轉(zhuǎn)定位可能有的誤差。由于目前還不可能準(zhǔn)確地測量一個(gè)具體的病人在植入髖臼部分時(shí)所需的精確的角度，要將一個(gè)植入物精確地放置在正確的角度上是有困難的。外科醫(yī)生一般依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估計(jì)。同時(shí)在襯里和殼體之間用一個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)如細(xì)花鍵接合是有益的，因?yàn)檫@樣在手術(shù)期內(nèi)估計(jì)活動(dòng)范圍和穩(wěn)定性有困難并且通常不精確時(shí)允許襯里多次重新取向，微調(diào)髖臼部分的定位。由于活動(dòng)范圍增大，髖臼組件的取向可有一個(gè)較寬的范圍或較大的目標(biāo)區(qū)域，外科醫(yī)生將從中獲益。
第三，較寬的活動(dòng)范圍可減少錯(cuò)位和半脫位的可能性，因?yàn)楣晒遣糠州^不容易接觸襯里的邊緣并從髖臼部分的內(nèi)凹表面上撬出。最后，較寬的活動(dòng)范圍有助于防止襯里或殼體上的磨損。如果一個(gè)股骨部分慣常與襯里的邊緣表面接觸，襯里將會(huì)磨損，釋放出聚乙烯碎屑。這個(gè)碎屑當(dāng)逸出到骨骼和組織附近時(shí)會(huì)引起骨質(zhì)溶解，導(dǎo)致植入物無菌地松馳。另外，如果襯里磨損變薄，股骨部分頸部可能會(huì)接觸金屬殼體，造成金屬的疲勞，以致使頸部或殼體破裂，或使金屬碎屑被釋放到骨骼和組織的附近。
本發(fā)明的這些優(yōu)點(diǎn)在閱讀下面關(guān)于實(shí)施例的詳細(xì)說明后當(dāng)可有清楚的了解。
附圖的簡要說明

圖1為按照本發(fā)明實(shí)施例的左髖假體的股骨部分和髖臼殼體襯里的透視圖。
圖2A為按照本發(fā)明實(shí)施例的邊緣表面形狀可變的髖臼殼體襯里的透視圖。
圖2B為圖2A的襯里的橫截面圖。
圖2C示出圖2A中襯里邊緣角度的變化。
圖3和4為按照本發(fā)明實(shí)施例的左髖假體的股骨部分和髖臼殼體襯里的透視圖。
圖5為圖4中的股骨部分和髖臼殼體襯里的部分視圖。
圖6為按照本發(fā)明實(shí)施例的左髖假體的股骨部分和髖臼殼體襯里的透視圖。
圖7為圖6中的股骨部分和髖臼殼體襯里的部分視圖。
圖8和9為按照本發(fā)明實(shí)施例的髖臼殼體襯里的透視圖。
圖10為一曲線圖示出按照本發(fā)明的邊緣表面形狀可變的髖臼殼體襯里的活動(dòng)范圍的包絡(luò)線和一個(gè)邊緣表面形狀不變的襯里的活動(dòng)范圍的包絡(luò)線。
圖11A為具有內(nèi)凹邊緣表面的髖臼襯里的橫截面圖。
圖11B為具有外凸邊緣表面的髖臼襯里的橫截面圖。
圖11C為具有沉陷內(nèi)直徑的髖臼襯里的橫截面圖。
圖11D為具有“切去”或凹陷的邊緣弧段的髖臼襯里的橫截面圖。
圖12為概括邊緣形狀可變的襯里的制造步驟的流程圖。
圖13為可實(shí)現(xiàn)圖12中方法的功能方塊圖。
圖14A為一圖解示出髖臼殼體、殼體襯里和股骨部分在人體骨盆內(nèi)的布置。
圖14B為一圖解示出身體的冠向、前后向和橫斷平面。
詳細(xì)說明按照本發(fā)明的方法和結(jié)構(gòu)力求通過其內(nèi)鉸接著股骨部分的髖臼殼體襯里的邊緣表面幾何形狀的變化來改進(jìn)髖假體的股骨部分的活動(dòng)范圍。改變邊緣表面在襯里的不同區(qū)域相對于襯里的內(nèi)凹表面開口或軸線的形狀使邊緣表面的形狀優(yōu)化，這樣就能增大活動(dòng)范圍。按照本發(fā)明的邊緣表面幾何形狀可變的襯里所具有的總的活動(dòng)范圍一般至少可與傳統(tǒng)的邊緣表面幾何形狀不變的襯里較量。
髖臼殼體襯里的邊緣表面形狀的優(yōu)化要考慮到襯里設(shè)計(jì)中的許多元素，包括但并不限于股骨部分的活動(dòng)范圍、力學(xué)的整體性、在襯里和殼體之間的鎖定強(qiáng)度、材料厚度的限制、以及其他一些考慮事項(xiàng)。所有這些因素在設(shè)計(jì)一個(gè)包括形狀可變的邊緣表面的優(yōu)化髖臼襯里時(shí)必須取得平衡。因此，改變襯里的幾何形狀以便獲得最佳可能的活動(dòng)范圍是要受到其他一些設(shè)計(jì)限制的沖擊的。
邊緣或碰撞表面是襯里上一個(gè)限制股骨部分旋轉(zhuǎn)的表面。一種可行的邊緣表面幾何形狀的一例為倒角。使用倒角、曲線或其他的邊緣表面的一個(gè)理由為如果發(fā)生半脫位，邊緣表面可用作導(dǎo)面還原或適當(dāng)?shù)刂匦露ㄎ弧?br> 本發(fā)明的襯里具有一個(gè)內(nèi)凹表面適于安置股骨部分的頭部，一個(gè)外表面處在襯里內(nèi)凹表面的另一側(cè)，和一個(gè)雕塑表面，一般形成襯里的至少一部分邊緣，并且在襯里的邊緣周圍變化。
本文所用名詞“內(nèi)凹表面”指襯里安置股骨部分頭部的內(nèi)凹表面。內(nèi)凹表面可以是半球形的、卵形的、橢圓形的、長圓形的、或任何一般內(nèi)凹的幾何形狀。名詞“內(nèi)直徑”用于襯里的可能是部分球形的、半球形的或小于半球形的內(nèi)凹表面。“外直徑”用于與內(nèi)凹表面相對的外表面上，該外表面適宜被安置在髖臼殼體內(nèi)或直接安置在病人的髖臼內(nèi)。名詞“鉸接支承表面”指內(nèi)凹表面的那部分表面，在該表面內(nèi)股骨部分的頭部鉸接于髖臼或按股骨相對于髖臼活動(dòng)的方式移動(dòng)。
本文所用名詞“邊緣”或“邊緣表面”指襯里的一個(gè)大致處在內(nèi)凹表面和外表面之間的表面，該表面至少有一些部分限制股骨部分在襯里內(nèi)凹表面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)?！暗袼鼙砻妗币庠谥辽傩纬梢r里部分邊緣的表面，該表面按照股骨部分在與襯里邊緣碰撞狀態(tài)下的取向，并按照其他結(jié)構(gòu)和力學(xué)參數(shù)在襯里邊緣周圍變化。
本發(fā)明探索出一種方法，可用來確定股骨部分在與襯里邊緣的幾何形狀碰撞狀態(tài)下的取向以便優(yōu)化最大活動(dòng)范圍。該方法可用手工完成或用計(jì)算機(jī)幫助，現(xiàn)說明如下1.提供一個(gè)髖臼殼體襯里和一個(gè)包括頭部、頸部和干部的股骨部分。最好，提供一個(gè)髖臼殼體、襯里和股骨部分?；蛘呖蓪?yīng)于襯里和股骨部分的三維模型的數(shù)據(jù)輸入到一個(gè)含有處理功能、存儲(chǔ)功能、和描繪功能的計(jì)算機(jī)內(nèi)。最好，將對應(yīng)于髖臼殼體、襯里和股骨部分的信息一并輸入。
2.從一解剖學(xué)的中性位置，在襯里的內(nèi)凹表面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)股骨部分以便確定股骨部分接觸、亦即碰撞襯里邊緣時(shí)在襯里邊緣上的徑向方位。如果使用計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將模仿及/或模擬殼體、襯里和股骨部分的形狀并模擬股骨部分的轉(zhuǎn)動(dòng)一直到股骨部分在確定的徑向方位上碰撞襯里的邊緣為止。
3.這時(shí)標(biāo)出股骨部分的徑向方位并確定股骨部分在該邊緣的徑向方位上的碰撞角。
4.將結(jié)構(gòu)和在這徑向方位上這個(gè)角度的取向記錄下來。至少部分根據(jù)股骨部分在這徑向方位上與襯里邊緣碰撞部分的橫截面形狀確定橫截面邊緣孤段在這個(gè)碰撞角和徑向方位上的位置和所需形狀并標(biāo)出這個(gè)所需形狀。
5.在襯里內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)股骨部分，確定它碰撞在邊緣上的另一個(gè)單獨(dú)的徑向方位。在使用計(jì)算機(jī)的例子中，計(jì)算機(jī)模擬股骨部分的活動(dòng)并可記錄其徑向方位。
6.重復(fù)步驟3-5，以便確定整圈邊緣所需數(shù)目的徑向方位。在用計(jì)算機(jī)模擬時(shí)，計(jì)算機(jī)可跟蹤股骨部分在邊緣周圍的多個(gè)徑向方位中的每一個(gè)方位上與襯里碰撞時(shí)的碰撞角和橫截面形狀的對應(yīng)數(shù)據(jù)。
在一個(gè)例子中，股骨部分在襯里內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)或模擬轉(zhuǎn)動(dòng)是相對于身體的相關(guān)解剖軸線進(jìn)行的。較好的做法是，使股骨部分相對于在解剖學(xué)上相關(guān)的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)這條軸線能穿過鉸接在襯里的內(nèi)凹表面內(nèi)的股骨部分的中心，并且取向在一個(gè)基本上與身體的橫斷平面、冠向平面、或前后向平面平行的平面上。但更好的做法是，股骨部分的轉(zhuǎn)動(dòng)或模擬轉(zhuǎn)動(dòng)所環(huán)繞的軸線與所說平面成15°角。
7.如果需要，重復(fù)步驟1-6，在干部和頭部的組合件中，采用各種可能的股骨部分頭部的偏置來獲得與多個(gè)所用股骨部分對應(yīng)的碰撞角和橫截面形狀的數(shù)據(jù)群，從而可確定碰撞角的范圍和橫截面形狀的包絡(luò)線。最好還用一組包括干部、殼體和襯里的產(chǎn)品或襯里在結(jié)構(gòu)上任何其他的變化來重復(fù)步驟1-6以便獲得更多的數(shù)據(jù)。
8.使用在步驟1-6，或者如果需要還通過步驟7獲得的數(shù)據(jù)形成邊緣表面形狀可變的襯里使襯里邊緣在多個(gè)徑向方位上的形狀隨著股骨部分在與襯里碰撞處的橫截面形狀而變。
使用在步驟3-6中確定的與制定碰撞角和橫截面形狀包絡(luò)線有關(guān)的部分或全部數(shù)據(jù)便可確定邊緣表面的幾何形狀。另外在某些情況下還可根據(jù)來自步驟3-6的碰撞角和位置數(shù)據(jù)采取必要的或合適的外插、內(nèi)插或估計(jì)來制定要被制造的襯里的邊緣表面的幾何形狀。在用計(jì)算機(jī)模擬的例子中，計(jì)算機(jī)至少可部分根據(jù)從上述步驟得到的碰撞角、橫截面形狀包絡(luò)線和位置數(shù)據(jù)或加上外插、內(nèi)插或估計(jì)手段，確定邊緣的幾何形狀。計(jì)算機(jī)可根據(jù)在上述步驟得到的數(shù)據(jù)制訂出一組規(guī)格以便制出邊緣表面形狀可變的襯里。
所有這些步驟都須服從設(shè)計(jì)目標(biāo)即創(chuàng)造一個(gè)股骨部分相對于襯里的活動(dòng)范圍優(yōu)化的邊緣表面。更好的做法是，所有這些步驟都要考慮解剖學(xué)的、功效的、耐用性的和結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)則。
圖12為示出上述本發(fā)明的邊緣表面形狀可變的襯里制造過程的功能方塊圖。手工方法在流程圖的左側(cè)示出，而用計(jì)算機(jī)模擬的例子在右側(cè)示出。圖13示出的功能方塊圖代表一個(gè)硬件環(huán)境或系統(tǒng)，本發(fā)明的模擬方法可在其內(nèi)進(jìn)行。所示系統(tǒng)具有處理器的能力、大容量存儲(chǔ)能力和輸入/輸出能力。在這圖上示出的任何一個(gè)或所有功能可在一個(gè)或多個(gè)“計(jì)算機(jī)”、處理器、平臺、網(wǎng)絡(luò)或其他系統(tǒng)上完成。
在一具體的實(shí)施例中，圖1-9所示的襯里這樣制成使用Unigraphics軟件，在具有Pentium II處理器的個(gè)人計(jì)算機(jī)上用Windows NT操作系統(tǒng)運(yùn)行。上述步驟1-6在Unigraphics品牌的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件包上完成，該包使用數(shù)據(jù)能制出具有可變倒角邊緣形狀的襯里的三維立體模型圖像。按照本發(fā)明，任何一種器件的設(shè)計(jì)軟件或可用來設(shè)計(jì)器件的軟件，使用任何一種操作系統(tǒng)在任何一種合適的平臺上運(yùn)行，不管是否聯(lián)網(wǎng)，都可使用。另外相應(yīng)于這個(gè)襯里的規(guī)格還制訂出規(guī)范可用來為一機(jī)床如5軸CNC銑床編程以資制造該襯里。本發(fā)明的襯里可由各種材料制成，包括但并不限于陶瓷、特高分子量聚乙烯和高交聯(lián)特高分子量聚乙烯，其中以特高分子量聚乙烯為較好。
本發(fā)明的襯里通常與金屬殼體結(jié)合使用，但也可直接植入到病人的髖臼內(nèi)，這時(shí)一般可用骨膠泥來固定，也可用骨螺釘或旋緊在襯里外表面上的螺釘機(jī)械地固定在髖臼內(nèi)。另一種將襯里固定在髖臼內(nèi)的方法是用模壓或其他手段在襯里的外表面上設(shè)置一個(gè)結(jié)合成為整體的骨生長表面。這個(gè)整體的骨生長表面可以是在襯里的外表面上造出的一個(gè)粗糙區(qū)域，也可以是引入到襯里外表面材料內(nèi)的一個(gè)具有某種結(jié)構(gòu)的基質(zhì)，這種基質(zhì)可包括金屬多孔微珠、纖維篩或提供支架的其他表面，病人的骨可在其內(nèi)生長，從而在實(shí)質(zhì)上將襯里固定在髖臼內(nèi)。
按照本發(fā)明的方法制定的邊緣表面的幾何形狀最好為一將襯里的至少一部分內(nèi)凹表面和外表面連續(xù)起來的倒角表面。按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括一族大小不同的邊緣表面幾何形狀可變的髖臼襯里，每一種大小具有不同的邊緣表面幾何形狀。
作為本發(fā)明的一個(gè)例子，如大致成半球形的襯里，其內(nèi)直徑為28mm可配合一個(gè)普通大小的股骨植入物的頭部。這一族的襯里都各包括一個(gè)倒角的邊緣表面。襯里的大小與髖臼的大小對應(yīng)。隨著大小的增加，襯里的外直徑逐漸增大，但一般情況邊緣表面角或倒角變寬或變得更鈍。在這個(gè)具體的例子中，襯里內(nèi)直徑的中心軸線采用相對于殼體或其他適于安置的襯里的表面的中心軸線的取向或前傾為20度角。換句話說，襯里的開口與殼體的開口成20度角。襯里內(nèi)直徑的中心軸線相對于殼體的中心軸線可在任何一個(gè)方向上偏斜，在一前傾的襯里中，其軸線的取向向身體的前方傾斜。
圖1到9示出這種襯里的一例。如圖1和圖3到7所示，髖臼殼體襯里20適于安置股骨部分24的頭部22。襯里20具有角度可變的倒角，其倒角27(φ)可變，為的是使股骨部分24的活動(dòng)范圍相對于其他結(jié)構(gòu)參數(shù)為最優(yōu)。在這些圖中，倒角27被定義為襯里內(nèi)直徑的周邊上或附近的任何一點(diǎn)上倒角表面相對于襯里內(nèi)直徑開口的中心軸線而定位的角度，干部就是環(huán)繞該中心軸線鉸接的。但該角度也可相對于任何一個(gè)由襯里的結(jié)構(gòu)限定的參照線或平面而被定義，如內(nèi)直徑的中心軸線或旋轉(zhuǎn)軸線、外直徑的中心軸線或旋轉(zhuǎn)軸線或某些其他參照實(shí)體。圖2A示出具有可變倒角27的襯里的透視圖。可變倒角27在圖2B的截面中示出，而角度變化的地區(qū)分布在圖2C中畫出。
如圖1和圖3到7所示，頭部22和襯里20的作用如同球和承窩接頭。在股骨部分頸部28與襯里20鉸按時(shí)改變倒角面26的碰撞角27使頸部28在與襯里20接觸之前有較寬廣的活動(dòng)范圍可使接觸減少。在本例中，干部30的頸部28具有一個(gè)圓渾四邊形(如圓角而大致成長方形)的橫截面。當(dāng)股骨部分24轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，頸部28的周邊限制干部30相對于襯里20的轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)轭i部28與倒角26的接觸會(huì)停止股骨部分的轉(zhuǎn)動(dòng)。
遵照上面所說的方法，我們在頸部28較易與倒角26的外邊接觸的點(diǎn)上使該角27變得更鈍，為的是創(chuàng)造一個(gè)條件使股骨的頸部能同時(shí)與倒角的內(nèi)邊和外邊接觸，這樣就可得到較為寬廣的活動(dòng)范圍。而在頸部28容易只與內(nèi)邊接觸的地方使該角27變得更銳，以便創(chuàng)造一個(gè)條件使股骨頸部能同時(shí)與倒角的內(nèi)邊和外邊接觸。按照上述方法，能使頸部要求最寬倒角的接觸條件可被排除，結(jié)果是倒角可根據(jù)股骨部分頸部的形狀來定制。
在另一個(gè)實(shí)施例中，襯里20的可變角27被制成可適應(yīng)任何一種形狀的頸部而對具有特定形狀如圓柱形的頸部的可變角27進(jìn)行優(yōu)化。這時(shí)不同的襯里邊緣表面幾何形狀可根據(jù)具體的頸部幾何形狀加以應(yīng)用。
如圖1和圖3到7所示，在本例中，在襯里20內(nèi)的內(nèi)直徑的旋轉(zhuǎn)中心被向側(cè)邊偏移4mm。在另一實(shí)施例中，使用一個(gè)形狀可變的邊緣表面和一個(gè)不向側(cè)邊偏移的襯里，和一個(gè)可向側(cè)邊偏移達(dá)8mm的襯里，或者和一個(gè)向側(cè)邊作不同偏移的襯里。如同本文所使用和本行業(yè)的行家所理解，“向側(cè)邊偏移”指一個(gè)襯里的內(nèi)凹表面或內(nèi)直徑的中心向側(cè)邊，或向側(cè)邊還多少向下偏移，而這個(gè)向側(cè)邊和向下都是對襯里在病人體內(nèi)如何取向而言的。在另一個(gè)實(shí)施例中，使用一個(gè)形狀可變的邊緣表面，同時(shí)襯里的內(nèi)凹表面或內(nèi)直徑的中心向中間被偏移達(dá)4mm。
圖10用圖示出本發(fā)明的在圖1-9中示出的角度可變倒角的髖臼殼體襯里的活動(dòng)范圍與現(xiàn)有技術(shù)的倒角為147°不變的襯里的活動(dòng)范圍的比較。這兩個(gè)襯里的內(nèi)直徑都是28mm，內(nèi)直徑的中心都向側(cè)邊偏移4mm，并且內(nèi)直徑的開口都前傾20°。兩個(gè)襯里所使用的股骨部分都具有大小為14號的Smith & Nephew Synergy的干部，長度為160mm并具有28mm直徑的頭部。
圖10所示實(shí)線的曲線為采用上述方法改變邊緣表面幾何形狀而導(dǎo)出的活動(dòng)范圍包絡(luò)線的一例。這個(gè)活動(dòng)范圍的特征是具有彎曲-延伸和外展-內(nèi)收的部分。虛線為一邊緣表面幾何形狀不變的襯里提供的活動(dòng)范圍的包絡(luò)線。在這圖上，零點(diǎn)或解剖學(xué)上的中性點(diǎn)代表一個(gè)取向?yàn)?5°外展、20°前傾的襯里和一個(gè)取向?yàn)?°內(nèi)收、20°前傾的股骨部分。從這點(diǎn)開始轉(zhuǎn)動(dòng)股骨部分，如同它在植入病人體內(nèi)后那樣，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)繞各條構(gòu)造上相關(guān)的軸線進(jìn)行，在本例中，這些軸線在身體的橫斷平面上互相間隔開15°的角度，要求對每一條軸線都要確定活動(dòng)范圍的界限或碰撞角。
這可闡明如下將圖10面向上放置在地板上使彎曲軸線指向前方，然后站立在圖上使左足與彎曲/延伸軸線對齊。向前轉(zhuǎn)動(dòng)左腿，在彎曲區(qū)內(nèi)，對倒角可變的襯里來說，襯里邊緣碰撞的活動(dòng)限度約為118°，但對現(xiàn)有技術(shù)倒角角度不變的襯里來說，只約113°。環(huán)繞同一軸線向后轉(zhuǎn)動(dòng)左腿，在延伸區(qū)內(nèi)，對倒角倒角可變的襯里來說，襯里邊緣碰撞的運(yùn)動(dòng)限度約為38°，而現(xiàn)有技術(shù)倒角不變的襯里約為36°。這個(gè)程序?qū)Ω?5°間隔開的軸線可重復(fù)進(jìn)行，從而可分別產(chǎn)生倒角可變的襯里和現(xiàn)有技術(shù)倒角不變的襯里的活動(dòng)范圍的包絡(luò)線如圖中的實(shí)線和虛線曲線所示。如從圖中可見，按照本發(fā)明的襯里所提供的活動(dòng)范圍比較優(yōu)越。
在圖1和圖3到9所示的例子中，襯里20有一與髖臼殼體鄰接的齒狀邊，每一齒的分配角為15°，這樣襯里就可鎖定在髖臼殼體內(nèi)。與髖臼殼體鄰接的其他型式也可使用。
在上面的例子中，邊緣表面為倒角面。在另一個(gè)例子中在襯里上使用內(nèi)凹的邊緣表面如圖11A所示，這時(shí)襯里可與具有外凸頸部的干部配合。本發(fā)明的幾何形狀可變的邊緣表面可用在這個(gè)襯里上。在本例中，該表面的曲率半徑或曲率中心相對于襯里的內(nèi)直徑而變化以資使活動(dòng)范圍對其他結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化，而不是變化邊緣表面的角度如同采用倒角面的情況。其他鄰接表面也可優(yōu)化以便獲得最大合適的活動(dòng)范圍，如圖11B所示的具有外凸邊緣表面的襯里。
本發(fā)明的幾何形狀可變的邊緣表面可用于多種髖臼殼體襯里上。例如在一實(shí)施例中，幾何形狀可變的邊緣表面被用于0度襯里上。它可用于前傾的襯里上如前所示，也可用于不前傾的襯里上。在另一實(shí)施例中，幾何形狀可變的邊緣表面被用于俘獲角小于180°的髖臼殼體襯里即對適于被安置在襯里內(nèi)凹表面內(nèi)的股骨頭部能提供小于180°覆蓋的襯里上。本發(fā)明也可被用于具有凹陷的徑向弧段或唇部的襯里上，該唇部下沉到180°覆蓋面之下，如圖11D所示。形狀可變的邊緣表面還可用于高壁襯里即具有突起的徑向弧段(也被稱為唇部或肩部)的襯里上，該肩部在180°覆蓋面之上延伸。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例包括將幾何形狀可變的邊緣表面使用在一個(gè)受約束的襯里內(nèi)。受約束的襯里具有包圍在頭部上的大于半球形的覆蓋使頭部被約束在內(nèi)直徑內(nèi)，這樣來防止半脫位和錯(cuò)位。雖然一般并不歡喜使用受約束的襯里，因?yàn)樗鼤?huì)減少活動(dòng)范圍，但對某些反復(fù)發(fā)生錯(cuò)位的病人卻是必需的。
幾何形狀可變的邊緣表面還可用于具有下沉或凹陷內(nèi)凹表面的襯里。這種襯里與受約束的襯里相仿，能對股骨部分頭部提供較大的覆蓋因而能防止半脫位。在凹陷的襯里內(nèi)，內(nèi)凹表面的中心被凹陷使內(nèi)凹表面的鉸接支承表面更深地下沉到襯里內(nèi)，而在鉸接支承表面和襯里邊緣之間造成一個(gè)表面可用來防止錯(cuò)位。在具有半球形內(nèi)凹表面的凹陷襯里內(nèi)，半球形部被下沉到襯里內(nèi)，在靠近內(nèi)直徑開口處造成一個(gè)凹陷的圓筒形區(qū)域，側(cè)邊基本上直線延伸，而不是繼續(xù)半球形的弧形曲線。這種襯里在圖11C中畫出。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例具有細(xì)分的邊緣表面，其中襯里的邊緣表面被劃分成數(shù)個(gè)具有恒定角度的部分，使它們近似單個(gè)角度多變的邊緣表面。在另一個(gè)實(shí)施例中，邊緣表面在圓周上的形狀變化對稱于某一平面。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在上面的說明只是用來解釋和說明本發(fā)明的，并不希望是窮舉的或?qū)⒈景l(fā)明限制在所述拘泥的形式里。在上述說明啟發(fā)下可能作出許多修改和變化。選擇和說明這些實(shí)施例是為了解釋本發(fā)明的原理和它們的實(shí)際應(yīng)用，以便業(yè)內(nèi)行家能應(yīng)用本發(fā)明和各個(gè)實(shí)施例，并采用適于特殊用途的各種變型。
權(quán)利要求
1.一種更換髖關(guān)節(jié)用的髖臼襯里，包括(a)一個(gè)適宜安置股骨部分頭部的內(nèi)凹表面；(b)一個(gè)處在襯里的內(nèi)凹表面另一側(cè)的外表面；(c)一個(gè)總的界定至少一部分襯里邊緣的雕塑表面，所說表面處在襯里的內(nèi)凹表面和外表面之間；及(d)其中雕塑表面在給出病人襯里一個(gè)所需要的角位置的前提下，至少部分是由在邊緣周圍多個(gè)徑向方位中每一個(gè)方位上的至少一個(gè)股骨部分的碰撞角限定的，股骨部分的頭部適于被安置在襯里的內(nèi)凹表面內(nèi)，并且該股骨部分被配置成能使其活動(dòng)范圍在所說邊緣的相應(yīng)徑向方位上有所需的界限；所說碰撞角是相對于由該襯里結(jié)構(gòu)所限定的一條參照線被測定的；并且其中該雕塑表面的形狀在襯里邊緣周圍以相應(yīng)于至少一個(gè)股骨部分的與該襯里處于碰撞狀態(tài)下的那部分的橫截面形狀而變化。
2.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該參照線是襯里的一條軸線。
3.權(quán)利要求2的襯里，其特征在于該襯里的軸線是襯里的內(nèi)凹表面的中心軸線。
4.權(quán)利要求2的襯里，其特征在于該襯里的軸線是一條基本上與該襯里的內(nèi)凹表面的中心軸線相垂直的軸線。
5.權(quán)利要求2的襯里，其特征在于該襯里的軸線是一條由該襯里的外表面限定的軸線。
6.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于一個(gè)股骨部分被用來限定所說雕塑表面。
7.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于多個(gè)股骨部分被用來限定所說雕塑表面。
8.權(quán)利要求7的襯里，其特征在于該雕塑表面在邊緣周圍的多個(gè)方位中的每一個(gè)方位上至少部分地由一個(gè)利用一組在與襯里碰撞狀態(tài)下相應(yīng)于多個(gè)股骨部分的碰撞角所確定的角度來限定的，股骨部分的頭部適于被安置在該襯里的內(nèi)凹表面內(nèi)。
9.權(quán)利要求7的襯里，其特征在于該雕塑表面在邊緣周圍的多個(gè)方位中的每一個(gè)方位上，至少部分地由一條利用一組在與襯里碰撞狀態(tài)下相應(yīng)于多個(gè)股骨部分的橫截面形狀所確定的橫截面包絡(luò)線來限定的，股骨部分的頭部適于被安置在該襯里的內(nèi)凹表面內(nèi)。
10.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該襯里在橫截面上至少部分雕塑表面具有倒角。
11.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該襯里在橫截面上至少部分雕塑表面為曲線。
12.權(quán)利要求11的襯里，其特征在于該曲線的曲率半徑和曲率中心相對于襯里的結(jié)構(gòu)而變化，為的是使頭部適于被安置在襯里內(nèi)凹表面內(nèi)的股骨部分的活動(dòng)范圍最佳。
13.權(quán)利要求11的襯里，其特征在于該曲線是外凸的。
14.權(quán)利要求11的襯里，其特征在于該曲線是內(nèi)凹的。
15.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該雕塑表面的襯里的在邊緣周圍變化并且對稱于一平面。
16.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該襯里的外表面適于直接被安置在病人的髖臼內(nèi)。
17.權(quán)利要求16的襯里，其特征在于該襯里的外表面適于用骨膠泥固定在病人的髖臼內(nèi)。
18.權(quán)利要求11的襯里，其特征在于襯里的外表面適宜被安置在髖臼殼體內(nèi)，而髖臼殼體適于被安置在病人的髖臼內(nèi)。
19.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于跨越內(nèi)凹表面開口的距離從約22mm到約36mm。
20.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該襯里的外表面適于被安置在外直徑為約40mm到約80mm的髖臼殼體內(nèi)。
21.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于還包括一個(gè)將襯里固定在髖臼殼體內(nèi)的鎖定表面。
22.權(quán)利要求21的襯里，其特征在于該鎖定表面具有一個(gè)鋸齒形邊。
23.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于還包括一個(gè)在所說襯里上的肩部。
24.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該內(nèi)凹表面的中心偏離襯里適宜被安置在其內(nèi)的那個(gè)表面的中心。
25.權(quán)利要求24的襯里，其特征在于該內(nèi)凹表面的中心向側(cè)向偏移可達(dá)約10mm。
26.權(quán)利要求24的襯里，其特征在于該內(nèi)凹表面的中心向側(cè)邊偏移約4mm。
27.權(quán)利要求24的襯里，其特征在于該內(nèi)凹表面的中心向中間偏移可達(dá)約8mm。
28.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該內(nèi)凹表面的開口是前傾的。
29.權(quán)利要求28的襯里，其特征在于該襯里內(nèi)凹表面的中心軸線相對于襯里適于被安置在其內(nèi)的那個(gè)表面的中心軸線前傾可達(dá)約45度。
30.權(quán)利要求28的襯里，其特征在于該襯里內(nèi)凹表面的中心軸線相對于襯里適于被安置在其內(nèi)的那個(gè)表面的中心軸線前傾約20度。
31.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該襯里的內(nèi)凹表面的中心軸線相對于襯里適于被安置在其內(nèi)的那個(gè)表面的中心軸線的取向可達(dá)約45度。
32.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該襯里內(nèi)凹表面的中心軸線相對于襯里適于被安置在其內(nèi)的那個(gè)表面的中心軸線的取向約為20度。
33.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該襯里為一受約束的襯里，其內(nèi)凹表面對適于被安置在其內(nèi)凹表面內(nèi)的股骨部分的頭部形成大于180°的覆蓋。
34.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該襯里還包括一個(gè)凹陷的徑向弧段，該弧段下陷到適于被安置在襯里內(nèi)凹表面內(nèi)的股骨部分頭部的180°覆蓋之下。
35.權(quán)利要求34的襯里，其特征在于該凹陷的徑向弧段邊緣的雕塑表面以這種方式變化(a)相應(yīng)于處在與該襯里碰撞狀態(tài)下的至少一個(gè)股骨部分的橫截面形狀，及(b)在沿著徑向弧段的多個(gè)徑向方位中的每一個(gè)方位，至少部分地根據(jù)至少一個(gè)股骨部件的碰撞角，該股骨部分的頭部適于被安置在襯里的內(nèi)凹表面內(nèi)，并被配置成在所說徑向弧段的邊緣的相應(yīng)徑向方位上活動(dòng)范圍能有所需的界限，所說碰撞角是相對于由襯里結(jié)構(gòu)所限定的一條參照線而被測定的。
36.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該襯里的內(nèi)凹表面對適于被安置在其內(nèi)的股骨部分的頭部形成小于180°的覆蓋。
37.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于還包括一個(gè)處在股骨部分頭部鉸接在其內(nèi)的那個(gè)內(nèi)直徑的表面和邊緣表面之間的表面，該表面用來減少錯(cuò)位。
38.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該股骨部分在襯里的邊緣周圍的多個(gè)徑向方位中的每一個(gè)方位上，處于與襯里碰撞狀態(tài)下的股骨部分的碰撞角和橫截面形狀是由對襯里和股骨部分進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬來確定的，其中計(jì)算機(jī)模擬股骨部分在襯里內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以便在襯里邊緣上限定股骨部分碰撞在該邊緣上的一個(gè)徑向方位，從而確定在該徑向方位上股骨部分在該邊緣上的碰撞角和橫截面形狀。
39.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于股骨部分在襯里周圍邊緣的多個(gè)徑向方位中的每一個(gè)方位上，處于與襯里碰撞狀態(tài)下的股骨部分的碰撞角和橫截面形狀是用這種方法確定的用手工使股骨部分在一襯里內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，在襯里邊緣上限定股骨部分碰撞在該邊緣上的一個(gè)徑向方位，從而確定在該徑向方位上股骨部分在該邊緣上的碰撞角和橫截面形狀。
40.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該內(nèi)凹表面有一內(nèi)直徑。
41.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該內(nèi)凹表面大致為半球形。
42.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該內(nèi)凹表面大致為卵形。
43.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該內(nèi)凹表面大致為橢圓形。
44.權(quán)利要求1的襯里，其特征在于該內(nèi)凹表面大致為長圓形。
45.權(quán)利要求1的襯里，其中(a)內(nèi)凹表面有一內(nèi)直徑；(b)該內(nèi)直徑從約22mm到約32mm；(c)內(nèi)直徑的開口是前傾的；(d)該襯里的外表面適于被安置在髖臼殼體的內(nèi)直徑內(nèi)；及(e)該雕塑表面包括一倒角，其中該倒角當(dāng)襯里在給出病人襯里一個(gè)所需要的角位置的前提下，至少部分是由在邊緣周圍多個(gè)徑向方位中每一個(gè)方位上的至少一個(gè)股骨部分的碰撞角限定的，股骨部分的頭部適于被安置在襯里的內(nèi)凹表面內(nèi)，并且該股骨部分被配置成能使活動(dòng)范圍在所說邊緣的相應(yīng)徑向方位上有合適的界限；所說碰撞角是相對于由該襯里結(jié)構(gòu)所限定的一條參照線被測定的；并且其中該倒角在襯里邊緣周圍以相應(yīng)于至少一個(gè)股骨部分與襯里處于碰撞狀態(tài)的那部分的橫截面形狀而變化。
46.一種假體裝置包括(a)一個(gè)包括適于安置一襯里的內(nèi)凹表面和適于被安置在一髖臼內(nèi)的外表面的髖臼殼體；(b)一個(gè)髖臼襯里，具有一個(gè)適于安置股骨部分頭部的內(nèi)凹表面；一個(gè)處在襯里的內(nèi)凹表面相反側(cè)的外表面，它適于被安置在髖臼殼體的內(nèi)凹表面內(nèi)；一個(gè)總的界定至少一部分襯里邊緣的雕塑表面，所說表面處在襯里的內(nèi)凹表面和外表面之間；其中該雕塑表面在給出病人襯里一個(gè)所需的角位置的前提下，至少部分是由在邊緣周圍多個(gè)徑向方位中每一個(gè)方位上的至少一個(gè)股骨部分的碰撞角限定的，股骨部分的頭部適于被安置在襯里的內(nèi)凹表面內(nèi)，并且該股骨部分被配置成能使其活動(dòng)范圍在所說邊緣的相應(yīng)徑向方位上有所需的界限；所說碰撞角是相對于由該襯里結(jié)構(gòu)所限定的一條參照線被測定的；并且其中該雕塑表面的形狀在襯里的邊緣周圍以相應(yīng)于至少一個(gè)股骨部分的與該襯里處于碰撞狀態(tài)下的那部分的橫截面形狀而變化。
47.權(quán)利要求1的裝置，其特征在于還包括一個(gè)具有一頭部、頸部和干部的股骨部分，其中頭部適于鉸接在襯里的內(nèi)凹表面內(nèi)。
48.一種制造具有幾何形狀可變的邊緣表面的髖臼襯里的方法，包括(a)提供一個(gè)髖臼襯里，該襯里包括一個(gè)適宜安置股骨部分頭部的內(nèi)凹表面，一個(gè)處在襯里的內(nèi)凹表面另一側(cè)的外表面，及一個(gè)總的界定至少一部分襯里邊緣的表面，所說表面處在襯里的內(nèi)凹表面和外表面之間；(b)使髖臼襯里內(nèi)的股骨部分轉(zhuǎn)動(dòng)，以限定一個(gè)在襯里邊緣上，該股骨部分碰撞在該邊緣上的徑向方位，標(biāo)出該徑向方位；(c)限定在該徑向方位上股骨部分對該邊緣的碰撞角，并標(biāo)出該碰撞角；(d)至少部分根據(jù)股骨部分處于與該襯里碰撞狀態(tài)下的那部分的橫截面形狀來限定在該碰撞角和徑向方位上橫截面邊緣弧段的位置和所需要的形狀，并標(biāo)出該橫截面邊緣弧段的位置和所需的形狀；(e)使髖臼襯里內(nèi)的股骨部分轉(zhuǎn)動(dòng)，以限定在股骨部分碰撞在其上的邊緣上的一個(gè)單獨(dú)的徑向方位，標(biāo)出該徑向方位；(f)根據(jù)需要重復(fù)(c)到(e)；及(g)利用在步驟(b)-(f)中得到的數(shù)據(jù)制成具有幾何形狀可變的邊緣表面的襯里，由此襯里邊緣在多個(gè)徑向方位上的形狀分別相應(yīng)于股骨部分處于與襯里碰撞狀態(tài)下的那部分的橫截面形狀而變化。
49.一種制造具有幾何形狀可變的邊緣表面的髖臼襯里的方法，包括(a)在一至少包含至少一處理功能、描繪功能和存儲(chǔ)功能的計(jì)算機(jī)中，模擬一個(gè)股骨部分和一個(gè)髖臼部分，該髖臼部分包括一個(gè)襯里，該襯里具有一個(gè)適于安置股骨部分頭部的內(nèi)凹表面，一個(gè)處在襯里的內(nèi)凹表面另一側(cè)的外表面，及一個(gè)總的界定至少一部分襯里邊緣的表面，所說表面處在襯里的內(nèi)凹表面和外表面之間；(b)在計(jì)算機(jī)中，使髖臼襯里內(nèi)的股骨部分轉(zhuǎn)動(dòng)，以限定在股骨部分碰撞在其上的襯里邊緣上的一個(gè)徑向方位，標(biāo)出該徑向方位；(c)在該徑向方位上限定股骨部分對該邊緣的碰撞角，標(biāo)出該碰撞角；(d)至少部分根據(jù)股骨部分處于與該襯里碰撞狀態(tài)下的那部分的橫截面形狀來限定在該碰撞角和徑向方位上橫截面邊緣弧段的位置和所需的形狀，并標(biāo)出該位置和所需的形狀；(e)在計(jì)算機(jī)中，使髖臼襯里內(nèi)的股骨部分轉(zhuǎn)動(dòng)，以限定在股骨部分碰撞在其上的邊緣上一個(gè)單獨(dú)的徑向方位，標(biāo)出該徑向方位。(f)根據(jù)需要重復(fù)(c)到(e)；及(g)利用在步驟(b)-(f)中得到的數(shù)據(jù)制成具有幾何形狀可變的邊緣表面的襯里，由此，該襯里邊緣在多個(gè)徑向方位上的形狀分別相應(yīng)于股骨部分處于與該襯里碰撞狀態(tài)下的那部分的橫截面形狀而變化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種邊緣表面幾何形狀可變的髖臼殼體襯里，能改善股骨部分在襯里內(nèi)的活動(dòng)范圍，并減少錯(cuò)位和半脫位的發(fā)生，以及一種制造和使用髖臼殼體襯里的方法。還提供假體裝置，特別是含有邊緣表面幾何形狀可變的髖臼殼體襯里的髖關(guān)節(jié)假體。
文檔編號A61F2/36GK1418075SQ01806556
公開日2003年5月14日 申請日期2001年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月14日
發(fā)明者B·W·麥克金農(nóng) 申請人:史密夫和內(nèi)修有限公司