專利名稱：試驗性股骨假肢及其應(yīng)用的制作方法
試驗性股骨4艮肢及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方案通常涉及臨時整形手術(shù)部件，并且特別涉及能夠在關(guān)
節(jié)替換外科手術(shù)(j oint replacement surgery)中^皮使用的試驗系統(tǒng)。所述的系 統(tǒng)和方法通過提供能夠^皮用于引導(dǎo)準備切割，以及被用于正確確定將被使用 的植入物的尺寸的系統(tǒng)來有助于外科醫(yī)生準備病人的骨頭以容納永久性植入 物。
背景技術(shù)：
在關(guān)節(jié)替換外科手術(shù)中，通常使用植入物臨時部件(也稱為"試驗性部 件")。它們被用于測試植入物與已被夕卜科醫(yī)生整形的骨頭的匹配性以及對準。 盡管使用的實際植入物能夠服務(wù)于這些目的，但是試驗或者臨時部件的使用 消除了實際植入物將被損害的危險。試驗性部件還防止外科醫(yī)生不得不將實 際部件引入到外科手術(shù)場所中，直到確定所需的部件的精確尺寸，節(jié)約了消 毒成本并保護了植入物。
關(guān)節(jié)替換外科手術(shù)的一種普通類型是膝蓋外科手術(shù)。在整個膝關(guān)節(jié)替換 外科手術(shù)中，外科醫(yī)生通常將兩個假肢部件附接到病人的骨頭結(jié)構(gòu)第一個 到病人的股骨(股骨部件)，且第二個到病人脛骨(脛骨部件)。在合適的切 除后，通常將股骨部件放置在病人末端股骨上，并且經(jīng)過合適的準備后，通 常將脛骨放置在病人脛骨的平頂(plateau)上。在脛骨或股骨表面上可以對于 該切割進行各種調(diào)節(jié)，并且考慮不同的部件尺寸。在該過程中，為了確定合 適尺寸、配合度以及用于部件的調(diào)節(jié)，膝蓋被彎曲和延伸。為了確定用于植 入物的合適尺寸和配合度，外科醫(yī)生可以互換各種試驗性部件。
更具體地，試驗性假肢被用于試驗實際假肢或植入物部件相應(yīng)于各自關(guān) 節(jié)部分的配合度。在對股骨和脛骨整形后，外科醫(yī)生可以臨時安裝試驗性部件而不是股骨和/或脛骨的實際假肢部件。這使得外殼醫(yī)生能夠在整個期望的 運動范圍內(nèi)靜態(tài)地和動態(tài)地測試部件的配合度和性能。使用試驗性假肢而不 是實際植入物允許外科醫(yī)生在不將實際假肢部件引入外科手術(shù)場所的情況下 執(zhí)行該測試并獲得實際部件更完美的配合度和更加精確的性能。雖然外科手 術(shù)前，外科醫(yī)生使用各種成像技術(shù)和觸診來研究具體病人的機體結(jié)構(gòu)，但是 在膝蓋已經(jīng)被外科手術(shù)曝露出并且外科手術(shù)已經(jīng)開始后，外科醫(yī)生仍然需要 獲得安裝假肢部件所需的相當(dāng)多的信息。
精確地定位和安裝假肢部件是重要的，這有許多的理由。首先，每個病 人具有不同的骨頭結(jié)構(gòu)和幾何形狀。還有，脛骨相對于股骨繞著每個軸的運 動從一個病人到另一個病人而改變。此外， 一些膝蓋替換病人可能具有中間 的/外側(cè)的、前面的/后面的、或者內(nèi)翻的/夕卜翻的韌帶的功能問題，并且可能需 要限制膝關(guān)節(jié)運動的植入物以提高穩(wěn)定性。在這些例子中，外科醫(yī)生可能需 要使用具有限制盒幾何形狀的股骨植入物，以確保一旦韌帶已經(jīng)^^皮釋放后膝 蓋的穩(wěn)定性。
用于這種十字形韌帶犧牲步驟(sacrificingprocedure)的許多系統(tǒng)使用限 制盒幾何形狀的切割塊/引導(dǎo)物和分離的股骨試驗，以準備容納永久性植入物 骨頭并隨后測試配合度。在該過程中，外科醫(yī)生使用放置在股骨上的切割塊 進行初始切割。這種切割塊通常是正方形(即，它們形狀不同于實際植入物)， 并且可以;波固定在切割的股骨的合適位置上。隨后進行前面和后面的斜面切 割以改變骨頭形狀，從而容納股骨部件的內(nèi)部部分(即，"盒部分")。隨后需 要進行股骨盒切除術(shù)切割。通常，將分離的股骨盒切割引導(dǎo)物固定在股骨骨 頭的表面上，并且將往復(fù)鋸和/或盒鑿子(box chisel)用于去除切口中的骨頭 的中間的、外側(cè)的和近端的部分。隨后，由于試驗減少，切割引導(dǎo)物^^去除，
骨上。脛骨盤被放置在準備的脛骨上，并且如果需要，試驗膝蓋骨部件也被 選擇。 一旦部件處在適當(dāng)位置，外科醫(yī)生檢查運動范圍和膝蓋穩(wěn)定性。
但是，使用分離的限制盒切割引導(dǎo)物和隨后的分離試驗性部件能夠增加外科手術(shù)時間，迫使外科醫(yī)生去做更多的猜測，并且相對于如果切割和試驗 過程能夠以單一部件完成通常缺少效率。 一些植入物設(shè)計者已經(jīng)試圖通過提
供各種尺寸適配器(adapter)來解決該問題，所述適配器能夠被螺接到股骨 試驗性部件中， 一些適配器允許用于十字形保持過程中，并且其它的適配器 允許用于十字形犧牲步驟中。參見，例如在1998年7月7曰授予Johnson & Johnson Professional公司的美國專利第5,776,201號。其他的已經(jīng)提供了跨越 元件，其能夠與滑動保持元件一起被鎖定在適當(dāng)位置。參見，例如在2004年 12月7日授予Zimmer Technology公司的美國專利笫6,827,739號。但是，為 了使用這些系統(tǒng)，需要從作業(yè)范圍中去除股骨試驗以將適配器或者跨越元件 組裝到部件上，并且隨后需要再插入。簡而言之，這些系統(tǒng)均與股骨試驗性 部件的內(nèi)部或者鄰近部分配合。
本發(fā)明的實施方案通過提供股骨試驗性部件有助于解決這些問題，所述 股骨試驗性部件能夠被用作用于盒切割的引導(dǎo)物，并且隨后在不需要從病人 的骨頭去除的情況下能夠被配備凸輪模塊，從而能夠?qū)⑾嗤牟考糜谠囼?過程。通過提供凸輪才莫塊可以完成一種方法，所述凸輪才莫塊能夠與股骨試驗 性部件的外部末端方面、部分或者側(cè)部配合在一起，從而在試驗準備步驟中 不需要去除部件。

發(fā)明內(nèi)容
通過提供能夠被用于引導(dǎo)準備盒切割，并且隨后能夠在不從病人的骨頭 去除系統(tǒng)的情況下被配以凸輪^f莫塊的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)和方法有助于外科醫(yī)生 準備病人的骨頭，以容納永久性植入物，從而相同部件能夠被用于試驗過程。
本發(fā)明的一個方面是提供股骨試驗性部件凸輪才莫塊，包括 主體部分，其具有中間壁和側(cè)壁；
一個或多個肩部，其乂人中間壁或側(cè)壁的上部延伸，所述一個或多個肩部 適合與股骨試驗性部件配合在一起；以及
凸專侖元件，其在中間壁和側(cè)壁的后部之間延伸。在一個實施方案中，凸輪模塊進一步包括前壁，其中一個或多個肩部從 中間壁、側(cè)壁或前壁的上部延伸。
在另 一個實施方案中，凸輪;溪塊進一步包括位于中間壁和側(cè)壁之間的基部。
在再一個實施方案中，凸輪^^莫塊的一個或多個肩部進一步包括樞軸柱。 另 一個實施方案在中間壁和側(cè)壁之間提供開口 。
另一個實施方案進一步包括具有柱狀物的試驗脛骨部件，其適合通過凸 輪模塊的開口進行容納。
在再一個實施方案中，凸輪;溪塊進一步包括固定系統(tǒng)，其與股骨試驗性 部件的末端方面配合在一起。
在一些實施方案中，固定系統(tǒng)包括至少一個彈性臂和至少一個與所述彈 性臂聯(lián)接的固定元件，從而在使用中，彈性臂壓在凸輪模塊的插入物上將其 壓入股骨試驗性部件，允許固定元件與相應(yīng)的股骨試驗性部件上的結(jié)構(gòu)配合 在一起。
在其他實施方案中，固定系統(tǒng)包括彈簧加載系統(tǒng)。
另 一個實施方案包含具有旋轉(zhuǎn)停止件的凸輪模塊。在一些實施方案中， 旋轉(zhuǎn)停止件從中間壁和側(cè)壁的上部延伸，并在使用中形成與股骨部件鄰接的 突出部分。在再一個實施方案中，旋轉(zhuǎn)停止件與股骨部件上的導(dǎo)軌鄰接。
另一個實施方案進一步提供具有形成于其中的一個或多個固定槽的股骨 部件。股骨部件還可以包括一個或多個容納部分，其容納凸輪才莫塊的一個或 多個肩部。股骨部件可以進一步包括一個或多個形成于其中的固定孔。
本發(fā)明的其他實施方案提供凸輪模塊作為成套工具(kit)的部件，所述 成套工具包括一個或多個股骨試驗性部件、 一個或多個脛骨試驗性部件、一 個或多個實際股骨植入物、 一個或多個實際脛骨植入物，或上述部件的任何 組合。另一實施方案提供凸輪模塊，其適合在不從病人的骨頭去除股骨試驗性 部件的情況下與股骨試驗性部件的末端方面配合。
本發(fā)明的其他方面提供準備股骨以容納最終植入物的方法，包括 (a)提供股骨試驗性部件，其具有外部末端側(cè)和內(nèi)部鄰近側(cè)，股骨試驗性部 件具有
(i) 形成于試驗性部件中的固定槽；
(ii) 由開口分開的股骨髁部件；以及
(iii )一個或多個位于外部末端側(cè)、用于容納凸4侖才莫塊的肩部的容納部分；
(b) 將股骨試驗^i置在固定股骨上，并準備附加切割，包括使用用于準 備盒切割的開口；
(c) 提供凸輪才莫塊，其具有
(i) 主體部件，其具有中間壁和側(cè)壁；
(ii) 一個或多個/人中間壁或側(cè)壁的上部延伸的肩部，所述一個或多個肩 部適合與股骨試驗性部件的一個或多個容納部分配合；
(iii) 在中間壁和側(cè)壁之間延伸的凸輪元件；
(d) 將凸輪模塊的一個或多個肩部放置入股骨試驗的一個或多個容納部 分中，從而凸輪模塊裝配在股骨試驗的開口中。
這些方法的一些實施方案包含凸輪模塊，所述凸輪模塊適合在不從病人 的骨頭去除股骨試驗性部件的情況下與股骨試驗性部件配合。
其他實施方案進一步包括
(e) 提供具有柱狀物的脛骨部件；
(f) 將脛骨部件放置在準備的脛骨平頂；
(g) 將脛骨部件的柱狀物插入凸輪^t塊的中間壁和側(cè)壁之間；以及
(h) 通過延伸和彎曲病人的膝蓋試驗股骨部件和脛骨部件。本發(fā)明的其它方面涉及用于準備股骨以容納最終植入物的系統(tǒng)，其包括 股骨試驗性部件包括
(i) 由開口分開的股骨髁部件；以及
(ii) 一個或多個位于股骨試驗性部件末端方面上的用于容納凸輪才莫塊的 肩部的容納部分；
凸輪模塊包括
(i) 主體部分，其具有中間壁和側(cè)壁；
(ii) /人中間壁或側(cè)壁的上部延伸的一個或多個肩部，所述一個或多個肩 部適合與股骨試驗性部件配合；以及
(iii) 在中間壁和側(cè)壁的后部之間延伸的凸4侖元件；
其中凸輪^^塊的一個或多個肩部適合通過股骨試驗的一個或多個容納部 分進行固定，從而凸輪模塊裝配在股骨試驗的開口中。
這種系統(tǒng)的實施方案可以提供多個各種尺寸的股骨試驗性部件、多個各 種尺寸的凸輪模塊或者其組合。
其他實施方案進一步包括具有柱狀物的脛骨試驗性部件，其中柱狀物適 合容納在位于凸輪模塊中并位于凸輪元件前面的開口中。
該系統(tǒng)的另一實施方案提供多個各種尺寸的股骨試驗性部件、多個各種 尺寸的凸輪^t塊、多個各種尺寸的脛骨部件或其組合。
另一個實施方案提供凸輪^t塊，其適合在不從病人的骨頭去除股骨試驗 性部件的情況下與股骨試驗性部件配合。
另一個實施方案提供具有形成于其中的固定槽的股骨試驗性部件。
另 一個實施方案提供股骨試驗性部件，其具有形成在其中的固定槽。
本發(fā)明的 一個具體方面提供股骨試驗性部件凸輪模塊，其包括
主體部分，其具有中間壁、側(cè)壁、前壁和開口；
12一個或多個肩部，其/人中間壁或側(cè)壁的上部延伸，所述一個或多個肩部
適合與股骨試驗性部件配合，并且包括樞軸柱；
凸輪元件，其在中間壁和側(cè)壁的后部之間延伸；
固定系統(tǒng)，其用于將凸輪^^莫塊與股骨部件的外部末端側(cè)固定在一起；以
及
旋轉(zhuǎn)停止件，其從中間壁和側(cè)壁的上部延伸，并形成突出部分以鄰接股 骨部件的軌道；
其中凸輪才莫塊適合在不從病人的骨頭去除股骨試驗性部件的情況下與股 骨試驗性部件配合。
這里使用的"實施方案"能夠被認為意味著"方面"或"發(fā)明目的"，并且反之 亦然。


圖1示出了被定位在股骨試驗性部件中的凸輪模塊的主視透視圖。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明各方面的凸輪模塊的一個實施方案的俯視透視圖。
圖3示出了圖2中的凸輪才莫塊的仰視透—見圖。
圖4示出了^&定位在股骨試驗性部件中的凸輪;f莫塊的后視透視圖。
圖5示出了被相對于股骨試驗性部件固定的凸輪模塊的俯視透視圖。
圖6示出了^f皮定位在股骨試驗性部件中的凸輪4莫塊的另 一個實施方案。
圖7示出了通過彈簧加載系統(tǒng)相對于股骨部件^皮保持在適當(dāng)位置的凸輪 模塊的主視橫截面視圖。
圖8示出了在將凸輪;f莫塊固定于適當(dāng)位置之前的圖7中的彈簧加載系統(tǒng) 的近-見圖。
圖9示出了已經(jīng)將凸輪沖莫塊鎖定于適當(dāng)位置之后的圖7中的彈簧加載系 統(tǒng)的近視圖。圖IO示出了凈皮放置在股骨上的永久性植入物的實施例， 一旦其已4皮準備
并且合適的部件尺寸通過試^r已纟皮確定。
圖11示出了試驗中位于凸輪;漠塊和脛骨試驗柱狀物之間的插入物。
圖12示出了位于病人的骨頭上適當(dāng)位置的股骨試驗和脛骨試驗的主視透 視圖。
具體實施方式
本發(fā)明的實施方案提供系統(tǒng)和方法，其允許外科醫(yī)生準備病人股骨以更 有效地容納股骨部件。 一個實施方案提供股骨試驗性部件，其能夠被用于限 制盒幾何形狀切割，并且隨后能夠在不去除用于試驗步驟的試驗性部件的情 況下被配以凸輪模塊。該系統(tǒng)阻止了需要首先使用切割引導(dǎo)物以準備股骨， 并且隨后去除切割引導(dǎo)物并使用用于試驗過程的試驗性部件替換它。這減少 了手術(shù)室時間，并且還減少了用于外科手術(shù)包封(operating envelope )(替換 和去除部件)的多個侵入(invasion)的需要，降低了潛在的感染和其他并發(fā) 癥。
如圖1所示，它提供了股骨試驗性部件100和凸輪^t塊10部件。這些部 件可以由任何適合試驗?zāi)康牡牟牧现瞥?，例如金屬，比?告、鈷-鉻、不銹鋼、 鈦或者甚至聚乙烯或者其它類型的硬塑料或者復(fù)合材料(例如石墨和聚合 物)。股骨試驗性部件IOO具有J形橫截面，具有形成前部120的"J"形的上部 和形成在部件100的髁108的"J，，形的鉤狀物。這可能^^皮更清楚地示出在圖4 的透視圖中。如圖4所示，試驗性部件100還可以具有桿部112,其能夠是具 有開口 116以容納桿(未示出)的突出物114，所述桿容納在病人骨髓內(nèi)管中 以便將部件100固定在適當(dāng)位置。這允許試驗性部件100與各種類型的桿(例 如偏置桿、成角度桿以及各種長度和直徑的桿) 一起試驗。
示出的試^r性部件100具有各種切除槽102。雖然以一定方向示出了多個 槽，但是應(yīng)當(dāng)理解的是一個或多個槽的任何方向被認為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。 在外科手術(shù)中，外科醫(yī)生可以對所需的股骨進行各種切除術(shù)。外科醫(yī)生可以使用位于試驗性部件100上槽102以引導(dǎo)那些切除術(shù)切割。再有，當(dāng)才莫塊10 沒有處于適當(dāng)位置時，存在設(shè)于髁部件108之間的開口 106。試驗性部件IOO 上的開口 106提供積儀器可以通過的入口區(qū)域，以便在股骨中準備盒幾何形 狀切割。試驗性部件100上的導(dǎo)軌110能夠^皮用于引導(dǎo)盒切割引導(dǎo)物、鑿子 和/或鉆孔器。為了使植入物150的盒部分152與骨頭合適地裝配，準備是必 須。圖IO示出的最終植入物150的實施例作為參考。正如以下更詳細的圖示 及討論，植入物150的盒部分152與試驗性部件160的柱狀物162配合，以 使得膝蓋穩(wěn)定。
返回參考圖1,除了切除槽102，試驗性部件IOO還可以具有一個或多個 固定孔122。固定孔122試圖容納緊固件或者銷(pin)，緊固件或者銷能夠在
盡管通過其可以進行切割，但是使用形狀像實際植入物的部件的能力是 有用的，因為它給予外科醫(yī)生關(guān)于股骨部件前面/后面、中間/側(cè)面以及股骨內(nèi) 部/外部旋轉(zhuǎn)的可見信號。隨后，在沒有從病人的骨頭去除試用部件100的情 況下一旦切割已經(jīng)被準備，能夠?qū)⑼馆喣KIO插入開口 106中，以完成用于 試驗?zāi)康牡脑囼炐圆考?00的十字形限制幾何形狀。這減少了操作時間，并 減少了用于多個替換的需要，以及去除了用于不同類型的切割引導(dǎo)物和試驗 的步驟，這能夠?qū)е乱恍┥鲜龅牟l(fā)癥。
正如所討論的，凸輪沖莫塊10與試驗性部件100配合，并完成試驗性部件 100。圖2示出了凸輪模塊10的一個實施方案的實施例。示出的凸輪模塊IO 具有由中間壁和側(cè)壁14限定的主體部分12、基部16、前壁18、開口 20以及 凸輪元件22。(才莫塊可以設(shè)有比上述更少的壁。)可能提供^^莫塊的各種實施方 案，其相應(yīng)于不同尺寸的植入物在壁14和18、基部16和凸輪元件22之間具 有不同間隔和高度。但是，還可能提供不同尺寸的股骨試驗性部件100，股骨 試驗性部件100全部與相同尺寸的凸輪沖莫塊10配合，這能夠防止外科手術(shù)中 對于附加的、多個凸輪組件的需要。如下面更詳細的描述，凸輪才莫塊10的主 體部分12基本限定一個或多個壁，以在十字形犧牲膝蓋替換過程外科手術(shù)中形成穩(wěn)定或限制膝蓋運動的盒。
肩部24/人主體部分12向前延伸，并且在一些實施方案中，肩部24從中 間壁和側(cè)壁14延伸。肩部24可以具有可選的樞軸柱26，如圖1所示，樞軸 柱26有助于將肩部24放置和閨定在試驗性部件100的容納部分104中。雖 然樞軸柱26能夠是有用的，但是可能提供沒有這種腿的凸輪;溪塊，如圖6所 示。如圖6所示，凸輪^t塊的肩部24的樞軸柱的替代可以是翅狀物50，該翅 狀物被裝配入試驗性部件100的容納部分104中并與之配合。應(yīng)當(dāng)理解的是， 在試驗性部件100和凸輪才莫塊10之間可以使用其他的固定機構(gòu)，例如燕尾槽、 J形鉤鎖定物、球和鎖銷結(jié)構(gòu)、磁鎖、鎖扣或推壓式鎖(pushlock)或者其他 任何合適的鎖定或固定機構(gòu)。如果使用其他固定機構(gòu)，應(yīng)當(dāng)理解凸輪才莫塊IO 的肩部24和試驗性部件100的容納部分104應(yīng)當(dāng)具有適當(dāng)?shù)男螤?，從而它?彼此相互裝配并一致。通常意圖是能夠?qū)⑼馆哵t塊IO容易地和固定地保持在 試驗性部件100中，并且如果需要附加骨頭準備時，還能夠相對容易地去除。
當(dāng)肩部24和可選的樞軸柱26歸入(register with)試驗性部件100的容 納部分104時，它們除了允許凸輪模塊10繞著樞軸柱26的前面的/上面的旋 轉(zhuǎn)外，它們在所有方向上限制凸輪^t塊10的運動。凸輪;溪塊10的旋轉(zhuǎn)通過 位于凸輪模塊的下表面上的旋轉(zhuǎn)停止件34進行停止，如圖3所示。如圖4所 示，在使用中旋轉(zhuǎn)停止件34可以鄰接試驗性部件100的導(dǎo)軌110，以停止凸 輪^t塊10的進一步旋轉(zhuǎn)運動。
隨后通過固定系統(tǒng)28將凸輪模塊10保持并固定在試驗性部件100中的 適當(dāng)位置。固定系統(tǒng)28和肩部24/容納部分104的接觸面均^皮設(shè)計，從而將 凸輪沖莫塊保持在股骨試驗性部件100 (例如，試驗性部件的末端處的外表面) 的外部末端方面118 (也稱為外部末端側(cè)或末端部分)上，該外部末端方面 118設(shè)置于內(nèi)部鄰近表面(例如，與骨頭接觸的內(nèi)部部分)的相對側(cè)。當(dāng)試驗 性部件處在病人的骨頭的適當(dāng)位置時，將凸輪^^莫塊固定在外部末端方面118 上允許凸輪才莫塊10與試驗性部件100組裝在一起。(這與一些現(xiàn)有 行系統(tǒng) 是相反的，其提供僅與股骨試驗性部件的鄰近方面配合的適配器，例如，通過螺紋檸緊將適配器固定在試驗性部件上，如美國專利No.5,776,201所示。 當(dāng)試驗性部件處于股骨上的適當(dāng)位置時，現(xiàn)有技術(shù)配置的問題之一是試驗性 部件的鄰近方面實際上被骨頭取消，以便在外科手術(shù)中使用適配器，試驗性 部件需要從病人的骨頭上去除試驗性部件，插入適配器并且試驗性部件在骨 頭上替換，這導(dǎo)致上述的一些問題。)圖2示出了位于試驗性部件100的末端 方面118和模塊10上的固定系統(tǒng)的一個實施例。圖7-9示出了替換的固定系 統(tǒng)28的一個實施例。
現(xiàn)在參考圖2，固定系統(tǒng)28的一個實施方案可以具有彈性臂30和固定元 件32的特征。使用中，彈性臂30被向內(nèi)壓縮(向著中間壁和側(cè)壁14)。 一旦 將凸輪模塊10全部插入，彈性臂30放松恢復(fù)為它們抵靠試驗性部件100的 空檔位置，以將固定才莫塊IO固定在適當(dāng)位置。還可以才是供固定元件32，其能 夠用作調(diào)整片，該調(diào)整片為通過壓向試驗性部件100以將才莫塊10保持在適當(dāng) 位置的附加固定。圖5示出了使用中的該固定系統(tǒng)28的一個實施例。
圖7-9示出了替換的固定系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以具有彈簧加載系統(tǒng)60的特征， 所述加載系統(tǒng)60包含嵌入示出的股骨試驗的髁部分108中的一個或多個彈簧 62。彈簧的末端是突出物64。如圖8所示，凸輪^^莫塊10可以具有容納部分 66,其包含下突出部分68、凹入部分70和上突出部分72。隨著凸輪沖莫塊10 #皮旋轉(zhuǎn)進入適當(dāng)位置，下突出部分68向外推動彈簧62，并且隨著^t塊^皮壓入 適當(dāng)位置，位于彈簧62的末端的突出物64滑動越過下突出部分68，并被允 許停留在凸輪模塊容納部分的凹入部分70中。由于彈簧62是彈性的，因此 如果需要，能夠?qū)⒛K10容易地去除或者替換。圖9示出了使用中的該系統(tǒng) 的一個實施例。
雖然已經(jīng)描述了兩個實施例的連接機構(gòu)，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，任何允許 凸輪模塊10被可去除地鎖定、固定或容納在股骨試驗性部件100中并從而其 不能再繞著其肩部24旋轉(zhuǎn)的連接系統(tǒng)均應(yīng)當(dāng)被認為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如， 部件能夠搭扣配合在一起、it磁性固定在一起、通過球和鎖銷機構(gòu)進行固定、 具有J形鉤鎖定、具有燕尾槽和導(dǎo)軌或者通過其他合適的方法連接在該背部。返回參考圖2，凸輪;漠塊10在其后端還具有凸輪元件22。凸輪元件22 基本是細桿(thin bar) 40，所述細桿40在中間壁和側(cè)壁14的后端之間延伸。 如圖所示，凸輪元件22可以在其中間部分42具有比在其外部端44更小的周 緣(或者是更離心的)。這能夠幫助獲得類似于那些由實際植入物獲得的膝蓋 運動學(xué)特性。端部較厚部分還能夠幫助將外部端44固定于壁14。如圖10所 示，提供凸輪元件22以復(fù)制實際植入物的凸輪。
圖10示出了植入物150，并示出了一旦實際部件處于適當(dāng)位置，植入物 150如何與脛骨部件(或者軸承襯套)160配合。對于透視，圖11示出了試 驗中凸輪才莫塊和脛骨試驗柱狀物的相互作用。如圖所示，股骨試驗性部件100 的髁108坐抵(sit against)在脛骨試驗性部件或軸承襯套170 (為了方便均被 稱為部件170 )的軸承表面172上。部件170具有從上表面176 (即使用中不 朝向病人的骨頭的表面)向上延伸的柱狀物174。股骨部件100的凸輪元件 22抵靠在柱狀物174的后部178上。在試驗中，股骨試驗100 ^皮向后旋轉(zhuǎn)(導(dǎo) 致凸輪元件22與柱狀物174配合)，以確定其合適的裝配尺寸。中間壁和側(cè) 壁14以及前壁18全部有助于將柱狀物174限制在適當(dāng)位置。
具體地，在試驗中，提供具有外部末端側(cè)和內(nèi)部鄰近側(cè)的股骨試驗性部 件，股骨試驗性部件具有(I )形成于試驗性部件中的切除槽；(II )由開 口分割的股骨髁部件，以及(III)位于外部末端側(cè)用于容納凸輪才莫塊的肩部 的一個或多個容納部分。外科醫(yī)生將股骨試驗放置在固定股骨上，并且準備 附加切割，包含使用用于準備盒切割的開口。這些外科醫(yī)生選擇的凸輪模塊 具有(I )主體部分，其具有中間壁和側(cè)壁；(II ) 一個或多個肩部，其從 中間壁或側(cè)壁的上部延伸，所述一個或多個肩部適合與股骨試驗性部件的一 個或多個容納部分配合在一起；以及(m)凸輪元件，其在中間壁和側(cè)壁的 后部之間延伸。外科醫(yī)生將凸輪模塊的一個或多個肩部放置入股骨試驗的一 個或多個容納部分中，從而將凸輪;溪塊裝配在位于股骨試驗外側(cè)末端側(cè)的開口中。
這些方法的一些實施方案包含凸輪才莫塊，其適合在不將股骨試驗性部件
18從病人的骨頭去除的情況下與股骨試驗性部件配合。
其他實施方案進一步包含(e)提供具有柱狀物的脛骨部件；(f)將脛骨 部件放置在準備的脛骨平頂上；(g)在凸輪模塊的中間壁和側(cè)壁之間插入脛 骨部件的柱狀物；以及(h)通過延伸和彎曲病人的膝蓋試驗股骨部件和脛骨 部件。
圖12示出了放置在病人膝蓋適當(dāng)位置處并且在使用中的完成的試驗系統(tǒng) 的主一見圖。
一旦已經(jīng)完成試驗步驟，外科醫(yī)生就能確定適合使用的植入物的尺寸。 股骨部件通常是金屬的，具有高度拋光的外部髁關(guān)節(jié)連接表面。例如，它們 可以是鋯、鈦、不銹鋼、鈷-鉻或者其他合適的能提供充分穩(wěn)定性和生物相容 性的材料。應(yīng)當(dāng)指出的是，盡管稀有，但是還可以使用陶瓷。脛骨部件還可 以由上述的任何材料制成，并且軸承襯套通常是聚乙烯(例如，超高分子量 聚乙烯，其能夠減少磨損顆粒)或者一些其他形式的高密度塑料。
由于股骨部件可以與移動軸插入物的任何一個脛骨部件配合，說明書和 圖10中(如部件160)提到的兩個部件清楚地表明任何一個可以在各種實施 方案中使用，并被考慮在本發(fā)明的范圍中。示出的部件160具有優(yōu)先定向 (superiorly-directed)的柱部分162，柱部分162在使用中向上延伸通過盒部 分152的開口 156，并且其在使用中與植入物150的凸輪154配合。柱狀物 162的前部可以鄰摘:4直入物150的中間壁和側(cè)壁(其基本相應(yīng)于沖莫塊10的中 間壁和側(cè)壁14)。該系統(tǒng)替換病人自然的后面十字形韌帶，如果其在步驟中是 被犧牲的，并且有助于維持植入物的穩(wěn)定性。提供凸輪元件22和試驗性部件 100上的開口 106的目的是復(fù)制膝蓋動力學(xué)特性，所述膝蓋動力學(xué)特性發(fā)生在 凸輪154和具有軸承160的柱狀物162的開口 156的配合之間。在試驗中， 當(dāng)膝蓋被彎曲以推動(sublux)(推動)脛骨前部時，凸輪元件22與試驗柱狀物 匹配，并且中間壁和側(cè)壁14與試驗柱狀物匹配以防止脛骨和股骨部件的過度 的側(cè)面運動。在一些例子中，依賴設(shè)計限制，前壁部分18可以與試驗柱狀物 匹配以防止過度伸展。試驗性部件100 (在適當(dāng)位置具有凸輪模塊10)隨后將與試驗軸承部件
或者試驗脛骨部件一起進行試驗。(雖然未示出，各種試驗軸承和/或脛骨試驗
性部件可以與試驗性部件100連接使用，以確定用于最終使用部件的合適尺 寸。)系統(tǒng)完成運動的范圍，其中穩(wěn)定性的不同等級^皮評估。中間壁和側(cè)壁14 限制內(nèi)偏/外偏穩(wěn)定性，并且部分地限制試驗性部件和脛骨試驗或者軸承之間 的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。提供凸輪元件22主要是作為后面十字形韌帶以重復(fù)限制。前 壁18提供過度伸展穩(wěn)定性。
膝蓋結(jié)構(gòu)、幾何形狀和動力的多樣性推動假肢部件的最大供應(yīng)，以提供 用于膝蓋替換外科手術(shù)的假肢選擇的廣泛范圍。例如，這些包含主要用于外 科手術(shù)以及校正外科手術(shù)的股骨和脛骨部件、多空覆蓋和非多空覆蓋的部件、 用于各種脛骨部件平板的各種尺寸桿、用于原發(fā)和校正情況接合的各種股骨 部件，并且假肢一些具有移動軸承特征，而另外一些不具有移動軸承特征。 本發(fā)明試圖與這些可選部件的任何一個一起使用。
在不脫離本發(fā)明和下面權(quán)利要求的范圍或精神的情況下，可以對上述和 在附圖中示出的結(jié)構(gòu)和方法進行改變和修改，附加和刪除。
權(quán)利要求
1、一種股骨試驗性部件凸輪模塊，包括(a)主體部分，其具有中間壁和側(cè)壁；(b)一個或多個肩部，其從所述中間壁或者側(cè)壁的上部延伸，所述一個或多個肩部適合與股骨試驗性部件配合；以及(c)凸輪單元，其在所述中間壁和側(cè)壁的后部之間延伸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸輪模塊，其進一步包括前壁，并且其中所述 一個或多個肩部從所述中間壁、側(cè)壁或前壁的上部延伸。
3、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的凸輪模塊，其進一步包括位于所述中 間壁和側(cè)壁之間的基部。
4、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的凸輪才莫塊，其中所述一個或多個肩部 進一步包括樞軸柱。
5、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的凸輪模塊，其進一步包括位于所述中 間壁和側(cè)壁之間的開口 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的凸輪模塊，其進一步包括試驗脛骨部件，所述 試驗脛骨部件具有適合被所述開口容納的柱狀物。
7、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的凸輪模塊，其進一步包括與股骨試驗 性部件的末端方面配合的固定系統(tǒng)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的凸輪;f莫塊，其中所述固定系統(tǒng)包括至少一個彈 性臂和至少一個與所述彈性臂聯(lián)接的固定元件，從而在使用中，所述彈性臂 壓在所述凸輪的插入物上將其壓入股骨試驗性部件，允許所述固定元件與所 述股骨試驗性部件上的相應(yīng)結(jié)構(gòu)配合。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的凸輪^t塊，其中所述固定系統(tǒng)包括彈簧加載系統(tǒng)。
10、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的凸輪才莫塊，其進一步包括旋轉(zhuǎn)停止件。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的凸輪^^莫塊，其中所述旋轉(zhuǎn)停止件從所述中間 壁和側(cè)壁的上部延伸并在使用中形成與股骨部件鄰接的突出部分。
12、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的凸輪模塊，其中所述旋轉(zhuǎn)停止部件鄰接所述 股骨部件上的導(dǎo)軌。
13、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的凸輪;溪塊，其進一步包括具有形成于 其中的一個或多個固定槽的股骨部件。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的凸輪模塊，其中所述股骨部件包括一個或多 個容納部分，所述容納部分容納所述凸輪^^莫塊的所述一個或多個肩部。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的凸輪模塊，其中所述股骨部件進一步包括形 成在其中的一個或多個固定孔。
16、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的凸輪模塊，其中所述凸輪才莫塊^皮提供 作為成套工具的一個部件，所述成套工具包括一個或多個股骨試驗性部件、 一個或多個脛骨試驗性部件、 一個或多個實際股骨植入物、 一個或多個實際 脛骨植入物或者其任意組合。
17、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的凸輪;漠塊，其中所述凸輪沖莫塊適合在 不從病人的骨頭去除股骨試驗性部件的情況下與所述股骨試驗性部件的末端 方面配合。
18、 一種準備股骨以容納最終植入物的方法，其包括(a) 提供股骨試驗性部件，其具有外部末端側(cè)和內(nèi)部鄰近側(cè)，所述股骨 試驗性部件具有(i) 形成于所述試驗性部件中的切除槽；(ii) 由開口分開的股骨髁部件；以及(iii) 一個或多個位于所述外部末端側(cè)用于容納凸輪才莫塊的肩部的容納部分；(b) 將所述股骨試驗放置在切除股骨上，并準備附加切割，包括使用用于準備盒切割的所述開口 ；(c) 提供凸輪模塊，其具有(i) 主體部件，其具有中間壁和側(cè)壁；(ii) 一個或多個從所述中間壁或側(cè)壁的上部延伸的肩部，所述一個 或多個肩部適合與股骨試驗性部件的所述一個或多個容納部分配合；以及(iii) 在所述中間壁和側(cè)壁的后部之間延伸的凸輪元件；(d) 將所述凸輪才莫塊的所述一個或多個肩部放置入所述股骨試驗的所述 一個或多個容納部分中，從而所述凸輪才莫塊裝配在所述股骨試驗的所述開口 中。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述凸輪才莫塊適合在不從病人的 骨頭去除所述股骨試驗性部件的情況下與所述股骨試驗性部件配合。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其包括(e) 4是供具有柱狀物的脛骨部件；(f) 將所述脛骨部件放置在準備的脛骨平頂；(g) 將所述脛骨部件的所述柱狀物插入所述凸輪才莫塊的所述中間壁和側(cè) 壁之間；以及(h) 通過延伸和彎曲病人的膝蓋試驗所述股骨部件和脛骨部件。
21、 一種用于準備股骨以容納最終植入物的系統(tǒng)，其包括(a) 股骨試驗性部件包括(i) 由開口分開的股骨髁部件；以及(ii) 一個或多個位于所述股骨試驗性部件的末端方面上的用于容納 凸專侖才莫塊的肩部的容納部分；(b) 凸輪模塊包括(i)主體部分，其具有中間壁和側(cè)壁；(ii) /人所述中間壁和側(cè)壁的上部延伸的一個或多個肩部，所述一個 或多個肩部適合與所述股骨試驗性部件配合；以及(iii) 在所述中間壁和側(cè)壁的后部之間延伸的凸輪元件；其中所述凸輪才莫塊的所述一個或多個肩部適合通過所述股骨試驗的所述 一個或多個容納部分進行固定，從而所述凸輪才莫塊裝配在所述股骨試驗的所 述開口中。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，提供多個各種尺寸的股骨試驗性部件、 多個各種尺寸的凸輪模塊或者其組合。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21-22任一項所述的系統(tǒng)，其進一步包括具有柱狀物的 脛骨試驗性部件，其中所述柱狀物適合4^開口容納，所述開口位于所述凸輪 模塊中所述凸輪元件的前面。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中提供多個各種尺寸的股骨試驗性 部件、多個各種尺寸的凸輪模塊、多個各種尺寸的脛骨試驗性部件或者其組 合。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21-24任一項所迷的系統(tǒng)，其中所述凸輪模塊適合在不 從病人的骨頭去除所述股骨試驗性部件的情況下與所述股骨試驗性部件配 合。
26、 根據(jù)權(quán)利要求21-25任一項所述的系統(tǒng)，其中所述股骨試驗性部件具 有形成于其中的切除槽。
27、 一種股骨試驗性部件凸輪，其包括(a) 主體部分，其具有中間壁、側(cè)壁、前壁以及開口；(b) —個或多個肩部，其從所述中間壁或側(cè)壁的上部延伸，所述一個或 多個肩部適合與股骨試驗性部件配合并且包括樞軸柱；(c) 凸輪元件，其在所述中間壁和側(cè)壁的后部延伸；(d) 固定系統(tǒng)，其用于將所述凸輪才莫塊固定于股骨部件的外部末端側(cè)；以及(e)旋轉(zhuǎn)停止件，其從所述中間壁和側(cè)壁的上部延伸，其形成與股骨部 件的導(dǎo)軌鄰接的突出部分；其中，所述凸輪才莫塊適合在不從病人的骨頭去除股骨試驗性部件的情況下 與所述股骨試驗性部件配合。
全文摘要
本發(fā)明的實施方案通常涉及臨時整形手術(shù)部件，并且具體涉及包含凸輪模塊(10)和股骨試驗性部件(100)的試驗系統(tǒng)，其能夠在關(guān)節(jié)替換外科手術(shù)中使用。通過提供能夠被用于引導(dǎo)準備盒切割并且隨后在不從病人的骨頭去除的情況下被配以凸輪模塊(10)的系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)和方法有助于外科醫(yī)生準備病人的骨頭以容納永久性植入物(150)，從而使得相同的部件能夠被用于試驗過程。
文檔編號A61B17/15GK101646392SQ200680056847
公開日2010年2月10日 申請日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者R·R·小迪斯 申請人:史密夫和內(nèi)修有限公司