專利名稱：患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具的制作方法
患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具相關(guān)申請的交叉引用
本申請主張在2010年8月16日提交的美國臨時專利申請N0.61/373,993的權(quán)益，該專利申請以其全文引用的方式合并到本文中。
背景技術(shù)：
由于多種原因，關(guān)節(jié)常常經(jīng)歷退行性/退化性改變。當(dāng)關(guān)節(jié)退行性變(jointdegeneration)變得高級或不可逆時,可變得必需利用一種假關(guān)節(jié)來替換自然關(guān)節(jié)。人造植入物，包括髖關(guān)節(jié)，肩關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)在整形外科中廣泛使用。具體而言，髖關(guān)節(jié)假體是常見的。人髖關(guān)節(jié)機械地充當(dāng)球窩/件白(a ball and a socket)關(guān)節(jié),其中，股骨的球形頭部被定位于骨盆的白形髖白內(nèi)。各種退行性病傷可需要使用合成材料，通常為金屬、陶瓷或塑料來完全或部分替換髖部。一種標(biāo)準(zhǔn)髖部替·換包括兩個承載表面，這兩個承載表面在股骨頭與髖白之間形成接口。第一承載表面通常為假體殼或髖白杯的部分，其可由金屬、陶瓷材料形成。然后將一種襯墊(常規(guī)地是由聚合物諸如超高分子量聚乙烯、陶瓷材料、或者在某些情況下金屬襯墊所形成的)緊緊地裝配在殼中以提供一種內(nèi)承載表面，內(nèi)承載表面接收人造股骨頭并且以關(guān)節(jié)連接關(guān)系與人造股骨頭協(xié)同工作來適應(yīng)在股骨頭與髖白之間的相對移動。通常通過將螺釘穿過杯中的孔口而放置、或者通過利用接合劑來牢固固定杯，而固定了杯、或者杯和襯墊組件。在某些情況下，由于較差的骨量(bone stock)，僅一種襯墊被膠結(jié)在患者中。在其它情況下，在利用擴孔工具來制備了表面后，具有多孔表面的杯可被壓入配合到髖白表面內(nèi)。通過髖臼制備來實現(xiàn)了患者自然解剖結(jié)構(gòu)的恢復(fù)(例如，恢復(fù)正常的髖臼旋轉(zhuǎn)中心)。術(shù)前制模(例如，包括骨盆和髖部的前后(AP)視圖，病變髖部和股骨的AP視圖和病變髖部的側(cè)視圖的術(shù)前X射線)常常被用于適當(dāng)?shù)刂亟?重構(gòu)所述髖關(guān)節(jié)。使用現(xiàn)有解剖結(jié)構(gòu)作為擴孔器引導(dǎo)件，使用增加直徑(例如，Imm至2mm增量)的髖臼擴孔器來同心地擴展了患者的髖日、直到實現(xiàn)了所希望的髖日直徑，例如，當(dāng)達到了軟骨下骨時。髖白擴孔被指向為針對髖白部件的最終位置，相對于髖白呈大約45度外展和20度前傾。一旦患者髖白已被擴孔，選擇了適當(dāng)髖白殼，將髖白殼附連到髖白杯定位器/沖擊器上且插入到髖臼內(nèi)。對于當(dāng)前的系統(tǒng)，通常使用位于患者所在的手術(shù)臺上方的外部X棒(X-bar)來對準(zhǔn)髖白殼與患者髖白。X棒被定位成使得X棒的豎直棒垂直于患者主體的長軸線，且適當(dāng)交叉棒(crossbar)(左或右)與患者身體的長軸線對準(zhǔn)。X棒的豎直方位和適當(dāng)交叉棒與身體軸線的對準(zhǔn)提供了 45度外展和20度前傾。然后利用錘牢固地敲打插入件，直到髖臼杯被完全承座。對于當(dāng)前的系統(tǒng)，由于在外科手術(shù)期間患者之間的解剖結(jié)構(gòu)差異、或者患者位置的差異，使用一種普遍的X棒定位系統(tǒng)常常不足以適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)髖白植入物。髖白植入物的不對準(zhǔn)可導(dǎo)致腿長度不一致，非有意的髖部旋轉(zhuǎn)中心偏側(cè)性，或這兩種情況。外科醫(yī)生將常常必須執(zhí)行第二或隨后外科手術(shù)(例如，髖臼翻修手術(shù))以校正不對準(zhǔn)。這可以是耗時且昂貴的，且可能使患者經(jīng)受額外健康風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了用于使用患者匹配的對準(zhǔn)工具來對準(zhǔn)整形外科植入物的系統(tǒng)、裝置和方法。特別地，本發(fā)明公開了一種用于在對準(zhǔn)髖臼植入物中使用的患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具?；颊咂ヅ涞捏y臼對準(zhǔn)工具包括一種安裝構(gòu)件，和附連到安裝構(gòu)件上的相應(yīng)附連位點的一個或多個腿構(gòu)件?？蓪⑼葮?gòu)件促動到相對于安裝構(gòu)件或工具的預(yù)定構(gòu)造，且當(dāng)這樣促動時，腿構(gòu)件從安裝構(gòu)件向外延伸、并且由此相對于預(yù)定植入軸線而對準(zhǔn)所述安裝構(gòu)件。安裝構(gòu)件和腿構(gòu)件通過在患者解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點中的一個或多個位點上形成一種用于患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具的支承底座，來便利于相對于患者髖白以預(yù)定的具體患者植入角而對準(zhǔn)所述患者匹配的髖臼植入工具的縱向軸線。在一些實施例中，一種整形外科裝置包括:位于整形外科植入工具上的安裝構(gòu)件，該安裝構(gòu)件具有多個附連位點。與一個或多個解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點相對應(yīng)的第一個或多個腿構(gòu)件在多個附連位點之一處與安裝構(gòu)件相聯(lián)接?？纱賱用總€腿構(gòu)件到相對于工具的預(yù)定構(gòu)造從而使得，當(dāng)啟動/致動到預(yù)定構(gòu)造時，腿從縱向軸線向外延伸且使安裝構(gòu)件與預(yù)定植入軸線相對準(zhǔn)。在某些實施方式中，與安裝構(gòu)件相聯(lián)接的兩個或更多個腿構(gòu)件具有不同形狀、不同寬度、不同厚度、不同材料組成，或其組合。在某些實施方式中，使用至少兩個腿構(gòu)件，且預(yù)定構(gòu)造包括長度不同于第二腿構(gòu)件的第一腿構(gòu)件。用于相應(yīng)腿構(gòu)件的解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點可為一種骨骼標(biāo)志。骨骼標(biāo)志包括髂前下棘、髖白緣、坐骨棘、恥骨結(jié)節(jié)、髖白切跡。在某些實施方式中，每個腿構(gòu)件具有基于患者解剖結(jié)構(gòu)的模型、和所希望的植入軸線而選擇的至少一個特征。 植入軸線限定了相對于患者髖白而言的所希望的扭轉(zhuǎn)角和所希望的傾斜角。所希望的植入軸線可為患者匹配的且表示一種預(yù)選路徑，在預(yù)選路徑上使植入物相對于患者骨骼而定向。在某些實施方式中，腿構(gòu)件能夠相對于安裝構(gòu)件縮回。該整形外科裝置可包括一種擴展機構(gòu)，其當(dāng)被促動時使得縮回的腿構(gòu)件擴展。在一些實施例中，一種用于對準(zhǔn)整形外科工具的方法包括從多個腿構(gòu)件選擇至少一個腿構(gòu)件，且每個選定的腿構(gòu)件對應(yīng)于相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點。該方法包括了:將選定腿構(gòu)件中每一個聯(lián)接到安裝構(gòu)件、且對準(zhǔn)所述安裝構(gòu)件從而使得選定腿構(gòu)件中的每一個與其相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點相匹配/配合。在某些實施方式中，一種方法包括從多個腿構(gòu)件選擇至少一個腿構(gòu)件，其中每個選定的腿構(gòu)件具有一種對應(yīng)于相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點的預(yù)定構(gòu)造。該方法包括了將每個選定腿構(gòu)件在與預(yù)定構(gòu)造對應(yīng)的部位處聯(lián)接到一種安裝構(gòu)件；以及促動所安裝構(gòu)件從而使得每個選定的腿構(gòu)件到達其相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點。在某些實施方式中，兩個或更多個選定的腿構(gòu)件具有不同長度、不同寬度、不同厚度、不同材料組成，或其組合。在某些實施方式中，該方法包括:創(chuàng)建患者位點的計算機模型且從模型而識別出解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點。從患者位點模型來確定了一種所希望的植入軸線，并且基于解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點之一和植入軸線來選擇至少一個腿構(gòu)件。確定所述植入軸線包括了相對于患者髖臼限定所希望的扭轉(zhuǎn)角和限定所希望的傾斜角。該方法還包括從X射線、CT掃描和MRI掃描中的至少一個提取數(shù)據(jù)，和基于計算機模型來創(chuàng)建患者位點的一種物理模型。安裝構(gòu)件位于患者模型上從而使得每個腿構(gòu)件與其在物理模型上的相應(yīng)解剖標(biāo)志位點相匹配/配合，且將位于物理模型上的安裝構(gòu)件的縱向軸線與所希望的植入軸線進行了比較。在某些實施方式中，該方法包括相對于安裝構(gòu)件縮回所述腿構(gòu)件，并且當(dāng)安裝構(gòu)件插入于患者位點時，相對于安裝構(gòu)件來擴展所述腿構(gòu)件。在一些實施例中，一種用于整形外科植入物的套件，包括:具有第一構(gòu)造的第一腿構(gòu)件；具有與所述第一構(gòu)造不同的第二構(gòu)造的至少一個額外腿構(gòu)件；以及，安裝構(gòu)件，具有用于聯(lián)接第一腿構(gòu)件與至少一個額外腿構(gòu)件的附連位點。在某些實施方式中，第一構(gòu)造和第二構(gòu)造包括不同長度、不同寬度、不同厚度、不 同材料組成、或其組合。在某些實施方式中，腿構(gòu)件能夠相對于安裝構(gòu)件縮回。在一些實施例中，一種用于對準(zhǔn)整形外科工具的方法包括:從多個可促動的腿構(gòu)件選擇至少一個腿構(gòu)件，將每個選定的可促動的腿構(gòu)件聯(lián)接到安裝構(gòu)件；將安裝構(gòu)件插入于患者位點；以及通過促動選定腿構(gòu)件中的每一個直到其與相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點相配合，來相對于患者位點而對準(zhǔn)所述安裝構(gòu)件。在某些實施方式中，選擇至少一個腿構(gòu)件包括選擇具有不同長度、不同寬度、不同厚度、不同材料組成、或其組合的兩個或更多個腿構(gòu)件。在某些實施方式中，該方法包括:對患者位點進行建模，且從模型來識別解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點。從患者位點模型來確定一種所希望的植入軸線，并且基于植入軸線和一個解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點二者來選擇至少一個腿構(gòu)件。確定所希望的植入軸線包括了:相對于患者髖臼而限定所希望的扭轉(zhuǎn)角和限定所希望的傾斜角。在某些實施方式中，該方法包括相對于安裝構(gòu)件縮回所述腿構(gòu)件，并且當(dāng)安裝構(gòu)件插入于患者位點時，相對于安裝構(gòu)件來擴展所述腿構(gòu)件。在一些實施例中，一種用于制造整形外科工具的方法包括:接收與X射線、CT掃描和MRI掃描中至少一個相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)；基于所述接收的數(shù)據(jù)來確定植入軸線；基于所接收的數(shù)據(jù)來確定一個或多個腿構(gòu)件的相應(yīng)構(gòu)造；以及根據(jù)所述確定的構(gòu)造來生產(chǎn)一個或多個腿構(gòu)件。在某些實施方式中，確定相應(yīng)構(gòu)造包括了確定用于具有不同長度、不同寬度、不同厚度、不同材料組成或其組合的兩個或更多個腿構(gòu)件的相應(yīng)構(gòu)造。該方法可包括將每個腿構(gòu)件聯(lián)接到一種位于整形外科植入工具上的安裝構(gòu)件，而且該安裝構(gòu)件可具有用于與腿構(gòu)件相聯(lián)接的多個附連位點。在某些實施方式中，該方法包括:基于所接收的數(shù)據(jù)來創(chuàng)建患者位點的計算機模型，且從模型識別解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點。該方法包括了從患者位點模型來確定植入軸線。確定一種所希望的植入軸線包括了相對于患者髖白而限定所希望的扭轉(zhuǎn)角和限定所希望的傾斜角。該方法包括:基于計算機模型來創(chuàng)建出患者位點的物理模型、和將安裝構(gòu)件定位于物理模型上從而使得每個腿構(gòu)件與在物理模型上的其相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點相匹配。將位于物理模型上的安裝構(gòu)件的縱向軸線與所確定的植入軸線進行了比較。在某些實施方式中，相應(yīng)構(gòu)造包括了長度、寬度、厚度、材料組成和其組合之一?？纱賱用客葮?gòu)件到相對于工具的預(yù)定構(gòu)造，從而使得，當(dāng)啟動/致動到預(yù)定構(gòu)造時，腿從工具的縱向軸線向外延伸且使工具與所確定的植入軸線相對準(zhǔn)。在閱讀了本公開之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到這些實施例的變型和修改?？梢杂门c本文中所描述的一個或多個其它特征的任何組合和子組合(包括多個從屬的組合和子組合)來實施前述特征和方面。上文所描述或說明的各種特征，包括其任何部件，可以在其它系統(tǒng)中組合或整合。此外，可省略或不實施某些特征。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮下文的詳細描述時，前述和其它目的和優(yōu)點將會變得顯然，在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的零件，且在附圖中: 圖1示出了說明性骨盆帶和參考系統(tǒng)；
圖2示出了說明性髖臼定位器；
圖3A至圖3B示出了說明性患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具；
圖4A至圖4B示出了具有不同腿構(gòu)件的說明性患者匹配髖臼對準(zhǔn)工具，選擇不同的腿構(gòu)件來改變說明性工具的縱向軸線；
圖5示出了具有不同腿構(gòu)件的說明性患者匹配髖白對準(zhǔn)工具，選擇不同的腿構(gòu)件來適應(yīng)不同的解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點；以及
圖6A示出了插入一種具有縮回的腿構(gòu)件的說明性患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具。圖6B示出了通過擴展所縮回的腿構(gòu)件來對準(zhǔn)圖6的說明性患者匹配髖臼對準(zhǔn)工具；以及
圖6C示出了通過脫離髖臼杯構(gòu)件且縮回所擴展的腿構(gòu)件來移除圖6B的說明性患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具。
具體實施例方式為了提供對本文所述的系統(tǒng)、裝置和方法的全面理解，將描述某些說明性實施例。盡管本文中所述的實施例和特征具體地描述為用于結(jié)合髖白系統(tǒng)使用，將理解的是下面概述的所有部件、可調(diào)整的系統(tǒng)、制造方法和其它特征可以用任何合適方式彼此組合、且可適于且應(yīng)用于待在其它外科手術(shù)中使用的醫(yī)療裝置和植入物，包括(但不限于)膝關(guān)節(jié)置換、肩關(guān)節(jié)置換以及腳、腳踝、手和其它肢體手術(shù)。圖1示出了用于在患者匹配對準(zhǔn)技術(shù)中使用的說明性骨盆帶和參考系統(tǒng)?；颊叩墓桥鑾?00包括髖白102、髂骨104、坐骨106和恥骨108?？墒褂靡环N坐標(biāo)系，諸如，局部笛卡爾坐標(biāo)系來描述每個特定的患者解剖結(jié)構(gòu)。例如，局部坐標(biāo)系可包括原點110(例如，患者髖臼的中心)，z軸線112(例如，平行于髖臼邊緣延伸的軸線)，y軸線114(例如，在冠狀平面中垂直于z軸線112的軸線)，以及X軸線116 (例如，正交于y軸線114和z軸線112的軸線)。H線(Hilgenreiner’s line) 118由在髖部的兩個三射形(triradiate)軟骨中心之間的水平線所限定，且可用來確定髖臼角120，在H線118與z軸線112之間的角。例如，正常成人髖臼角120的范圍約在33度與38度之間。整形外科植入工具(例如，定位器的插入件軸桿、或者患者匹配的髖曰對準(zhǔn)工具)的縱向軸線與患者的解剖結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)以恢復(fù)正常的髖部旋轉(zhuǎn)中心。整形外科植入工具的所希望的縱向軸線由植入軸線130表示，植入軸線130可為表示預(yù)選路徑的患者匹配的植入軸線，在預(yù)選路徑上，植入物將要相對于患者骨骼定向。植入軸線130形成扭轉(zhuǎn)角132(在y軸線114與植入軸線130之間的角)和傾斜角134(在z軸線112與植入軸線130之間的角)。例如，可對準(zhǔn)植入軸線130，從而使得扭轉(zhuǎn)角132對應(yīng)于20度的前傾且傾斜角134對應(yīng)于20度的前傾。圖2示出了包括髖臼102和髖臼定位器/沖擊器250的說明性髖臼植入系統(tǒng)200的透視圖。用于描述患者解剖結(jié)構(gòu)的局部坐標(biāo)系包括原點110、z軸線112、y軸線114和X軸線116。髖臼定位器/沖擊器250的縱向軸線由植入軸線130表示，植入軸線130形成扭轉(zhuǎn)角132和傾斜角134。髖白定位器/沖擊器250包括插入件軸桿252、髖白杯構(gòu)件254 (例如,髖白殼、髖臼杯、髖臼籠或髖臼加強件)和沖擊器256。在已將髖臼102擴孔后，選擇了髖臼杯構(gòu)件254的適當(dāng)構(gòu)造(例如，直徑、形 狀、材料)。髖臼杯構(gòu)件254被附連到髖臼定位器/沖擊器250上，插入于髖臼102內(nèi)，承座于髖臼102內(nèi)(例如，通過利用錘擊打沖擊器256)并且與髖臼定位器/沖擊器250脫離，髖白定位器/沖擊器250然后從患者身體移除。髖白杯構(gòu)件254可以用任何合適方式附連到髖白102上，例如利用骨接合劑、或者使用螺釘機械地實現(xiàn)附連。圖3A示出了包括患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具350的說明性髖臼植入系統(tǒng)300的透視圖?；颊咂ヅ涞捏y白對準(zhǔn)工具350包括插入件軸桿352、髖白杯構(gòu)件354和沖擊器356。此外，患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具350包括腿構(gòu)件和安裝構(gòu)件，用于改進植入軸線與患者匹配的扭轉(zhuǎn)角和傾斜角對準(zhǔn)。例如，患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具350包括腿構(gòu)件370和腿構(gòu)件380，腿構(gòu)件370和腿構(gòu)件380分別在附連位點372和附連位點382處附連到安裝構(gòu)件360。插入件軸桿352、髖白杯構(gòu)件354、沖擊器356和放置頭(由于圖3A為透視圖而未示出)可由制造商預(yù)先組裝。為了組裝，從插入件軸桿352的端部移除了放置頭，安裝構(gòu)件360 (具有附連在縮回位置的腿構(gòu)件370和380)使插入件軸桿352向上滑動，并且將放置頭再附連到插入件軸桿352的端部。然后將髖白杯構(gòu)件354附連到放置頭以形成患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具350。腿構(gòu)件370和腿構(gòu)件380在使腿構(gòu)件與特定患者髖臼骨骼標(biāo)志(例如，髖臼骨骼標(biāo)志，諸如髂前下棘、髖白緣、坐骨棘、恥骨結(jié)節(jié)、髖白切跡)對準(zhǔn)的位置處連接到安裝構(gòu)件以使得安裝構(gòu)件360與植入軸線330對準(zhǔn)。通過具體地將腿構(gòu)件370和腿構(gòu)件380結(jié)構(gòu)化為具有一種當(dāng)施加于特定患者時匹配著患者的解剖結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，來使得腿構(gòu)件370和380的構(gòu)造是匹配患者的。特別地，腿構(gòu)件370和腿構(gòu)件380具有預(yù)選的患者匹配特征，諸如形狀、長度、寬度、厚度，以及相對于該工具的額附連位點部位(例如372和374)，使得當(dāng)展開腿時，在預(yù)定構(gòu)造，腿構(gòu)件將在具體標(biāo)志處抵靠患者骨骼定位。在某些實施例中，腿構(gòu)件370和腿構(gòu)件380被標(biāo)以它們應(yīng)配合的解剖骨骼標(biāo)志。腿可具有與具體骨骼位點匹配的端表面。在一個實施方式中，腿構(gòu)件沿著構(gòu)件360在預(yù)定位點處聯(lián)接到安裝構(gòu)件360，促動所述安裝構(gòu)件360，并且使腿擴展、直到到達了它們的相應(yīng)骨骼標(biāo)志。腿可具有一個或多個其它預(yù)定特征來以便當(dāng)促動腿時對應(yīng)于患者骨骼。為了改進患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具350在操作期間的穩(wěn)定性，患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具350可包括第三腿構(gòu)件(例如，圖3B的腿構(gòu)件390)以形成一種繞安裝構(gòu)件360的三腳架構(gòu)造。通過根據(jù)患者匹配信息而預(yù)選所述腿構(gòu)件的構(gòu)造和它們的附連位點，對準(zhǔn)工具350可被準(zhǔn)確地定位以實現(xiàn)適當(dāng)植入軸線。在某些實施例中，患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具350包括了分別用于在縮回和擴展所述腿構(gòu)件370和380中使用的支承構(gòu)件374和支承構(gòu)件384。通過對支承構(gòu)件374的促動來縮回和擴展了腿構(gòu)件370，支承構(gòu)件374在附連位點372處聯(lián)接到安裝構(gòu)件360，且繞聯(lián)接件376樞轉(zhuǎn)。同樣，通過對支承構(gòu)件384的促動來縮回和擴展腿構(gòu)件380，支承構(gòu)件374在附連位點382被聯(lián)接到安裝構(gòu)件360，且繞聯(lián)接件386樞轉(zhuǎn)。支承構(gòu)件374和384可由任何合適促動機構(gòu)或技術(shù)來促動，諸如通過牽拉一種手柄/杠桿、牽拉一種把手，轉(zhuǎn)動一種手動曲柄，按壓一種開關(guān)，或者執(zhí)行任何其它合適的特征而實現(xiàn)。腿構(gòu)件的縮回使它們收攏，減小了它們的相對于安裝構(gòu)件360的輪廓，且由此減小了患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具350的插入輪廓。有所減小的輪廓允許髖白杯構(gòu)件的微創(chuàng)外科手術(shù)插入。一旦插入于患者軟組織內(nèi)，對于腿構(gòu)件的擴展(例如，用以形成三腳架)允許通過增加所述工具的支承底座以及接觸患者的自然的髖白骨骼標(biāo)志來提高患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具350的穩(wěn)定性。圖3B示出了包括患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具350的說明性髖臼植入系統(tǒng)300的另一透視圖?；颊咂ヅ涞捏y臼對準(zhǔn)工具350包括腿構(gòu)件370、腿構(gòu)件380和腿構(gòu)件390，這些腿構(gòu)件被布置成用以形成一種繞安裝構(gòu)件360的三腳架構(gòu)造。腿構(gòu)件390在類似于附連位點372的附連位點處被附連到安裝構(gòu)件360。在某些實施例中，通過操作類似于支承構(gòu)件384的支承構(gòu)件來使得腿構(gòu)件390縮回和擴展，支承構(gòu)件在類似于附連位點382的附連位點處被聯(lián)接到安裝構(gòu)件360、且繞類似于聯(lián)接件386的聯(lián)接件而樞轉(zhuǎn)。由于圖3B為透視圖，并未示出與腿構(gòu)件390相關(guān)聯(lián)的附連位點、支承 構(gòu)件和聯(lián)接件。圖4A示出了類似于上文參考圖3A和圖3B所描述的植入系統(tǒng)300的說明性髖臼植入系統(tǒng)400，其中腿構(gòu)件370、腿構(gòu)件380和安裝構(gòu)件360被構(gòu)造成使得腿構(gòu)件370和腿構(gòu)件380將植入軸線330與患者的正常髖部旋轉(zhuǎn)中心相對準(zhǔn)(例如，通過實現(xiàn)所希望的傾斜角和扭轉(zhuǎn)角)。如圖所示，腿構(gòu)件處于促動位置以便使得沿著髖白402的髖白邊緣來接觸了標(biāo)志位點404和406。這些分別為相對于軸線330成大約40度與30度角的位置，從而使得當(dāng)接觸著位點404和406時，腿使得整個裝置穩(wěn)定。穩(wěn)定器裝置具有與植入軸線330平行地對準(zhǔn)的其縱向軸線。解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點404和406可以是患者解剖結(jié)構(gòu)上的任何合適部位來用于使得患者匹配髖白對準(zhǔn)工具350定向，例如一個或多個自然髖白骨骼標(biāo)志(例如，髖臼骨骼標(biāo)志，諸如，髂前下棘、髖臼緣、坐骨棘、恥骨結(jié)節(jié)、髖臼切跡)?？墒褂眯g(shù)前制模來確定解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點的部位和將聯(lián)接到它們以適當(dāng)?shù)刂亟y關(guān)節(jié)的腿構(gòu)件的構(gòu)造。術(shù)前制模可包括對于從術(shù)前X射線、計算機斷層(CT)掃描、磁共振成像(MRI)掃描或任何其它合適技術(shù)所提取的數(shù)據(jù)所進行的分析。在某些實施例中，所提取的數(shù)據(jù)對應(yīng)于骨盆和髖部的前后(AP)視圖，病變髖部和股骨的AP視圖，以及病變髖部的側(cè)視圖。在某些實施例中，基于術(shù)前數(shù)據(jù)來創(chuàng)建了患者位點的計算機模型，從術(shù)前數(shù)據(jù)，可識別解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點。在某些實施方式中，外科醫(yī)生或其它醫(yī)療專業(yè)人員基于解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點從腿構(gòu)件的套件選擇了腿構(gòu)件370和380，腿構(gòu)件370和380將被連接到解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點、以將患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具350的植入軸線330定向。在某些實施方式中，由處理器(例如，與制造中心相關(guān)聯(lián)的計算機處理器)基于術(shù)前X射線、CT和/或MI數(shù)據(jù)來確定了用以將具有植入軸線330的安裝構(gòu)件360定向所必需的植入軸線330和腿構(gòu)件370和380的構(gòu)造(例如，長度、寬度、厚度、材料組成)。
在某些實施方式中，可針對特定患者而專門地制造了腿構(gòu)件370和380。例如，制造商可接收患者X射線、CT掃描、MRI掃描或任何其它合適數(shù)據(jù)，并且基于所接收的數(shù)據(jù)來確定了植入軸線330。然后可確定出腿構(gòu)件370和380的構(gòu)造以用來定向具有植入軸線330的安裝構(gòu)件360。腿構(gòu)件370和380然后可根據(jù)它們的構(gòu)造來制造，并且被發(fā)送給將執(zhí)行外科手術(shù)的外科醫(yī)生。腿構(gòu)件以預(yù)定方位聯(lián)接到安裝構(gòu)件，預(yù)定方位對準(zhǔn)了工具的縱向軸線與所希望的植入軸線。具體地，對于每個患者，這通過提供每個腿構(gòu)件的具體形狀、長度、寬度、厚度或其它特征、從而使得其將在預(yù)定具體部位處接觸著患者骨骼區(qū)域來實現(xiàn)。圖4B示出了類似于圖4A中所示系統(tǒng)400的說明性髖臼植入系統(tǒng)400的二維視圖，但具有不同的腿構(gòu)件470和480，腿構(gòu)件470和480被選擇為用以改變說明性工具的縱向軸線(例如，用以將圖4A的植入軸線330變?yōu)閳D4B的植入軸線430)。腿構(gòu)件470和腿構(gòu)件480被選擇為分別通過接觸解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點404和解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點407 (其為不同于解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點406的部位或特征)來使縱向軸線430與患者的正常的髖部旋轉(zhuǎn)中心對準(zhǔn)。如圖所示，腿構(gòu)件470比圖4A中的腿構(gòu)件370更短以實現(xiàn)植入軸線330。替代地，腿構(gòu)件480比圖4A中的腿構(gòu)件380更長用以實現(xiàn)不同的植入軸線，并且用以接觸解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點407 (其位于離髖臼402的中心比解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點406更遠處)。圖5示出了說明性髖臼植入系統(tǒng)500的二維視圖，其包括具有不同腿構(gòu)件的患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具550，不同腿構(gòu)件被選擇為用以適應(yīng)與圖4中所示那些不同的解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點。例如，與圖4的髖臼402相比，髖臼502可與不同的患者或患者的不同側(cè)相關(guān)聯(lián)。
患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具550包括插入件軸桿352，髖白杯構(gòu)件354，和放置頭358。腿構(gòu)件570 (具有不同于圖4A腿構(gòu)件370的構(gòu)造)和腿構(gòu)件580 (具有不同于圖4A腿構(gòu)件380的構(gòu)造)分別在附連位點372和附連位點382處被附連到安裝構(gòu)件360。腿構(gòu)件570和腿構(gòu)件580被選擇為通過分別接觸解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點504和解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點506來使植入軸線530與患者正常的髖部旋轉(zhuǎn)中心相對準(zhǔn)。在一種示例中，腿構(gòu)件570比腿構(gòu)件580更短并且更薄以實現(xiàn)植入軸線530。在圖6A至圖6C中示出了具有可縮回/可擴展的腿構(gòu)件的說明性患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具的操作的說明。腿構(gòu)件的縮回使它們收攏，減小了它們的相對于安裝構(gòu)件的輪廓，且由此減小了患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具的插入輪廓。減小的輪廓允許了髖白杯構(gòu)件的微創(chuàng)外科手術(shù)插入。一旦在插入于患者軟組織的情況下，腿構(gòu)件的擴展(例如，用以形成三腳架)允許通過增加所述工具的支承底座且接觸所述患者的自然的髖白骨骼標(biāo)志來提高患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具的穩(wěn)定性。圖6A示出了說明性髖臼植入系統(tǒng)600的二維視圖，其包括用于插入到患者軟組織604內(nèi)的具有縮回的腿構(gòu)件的患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具650。患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具650包括了插入件軸652、髖白杯構(gòu)件654、和放置頭658。髖白杯構(gòu)件654被暫時地附連到放置頭658上(例如，通過摩擦或螺接)從而使得髖白杯構(gòu)件654可在一旦承座于髖白602中的情況下與放置頭658脫離。此外，患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具650包括腿構(gòu)件670、腿構(gòu)件680和安裝構(gòu)件680。腿構(gòu)件670和680分別在附連位點672和附連位點682處被附連到安裝構(gòu)件660。在某些實施例中，通過促動分別聯(lián)接到每個腿構(gòu)件和聯(lián)接到安裝構(gòu)件660的支承構(gòu)件(未圖示)來縮回了腿構(gòu)件670和腿構(gòu)件680?？s回所述腿構(gòu)件允許了通過減小用以適應(yīng)患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具650的插入輪廓所必需的軟組織604中的開口直徑來進行髖臼杯構(gòu)件的微創(chuàng)手術(shù)插入。圖6A中所示的縮回系統(tǒng)600被插入于患者的軟組織內(nèi)，直到杯654承座于髖臼內(nèi)。當(dāng)杯654到達髖白時，操作者促動所述插入工具以將腿構(gòu)件670和680擴展到抵靠著髖白邊緣的適當(dāng)位置來將工具的軸線630與所希望的植入軸線對準(zhǔn)。圖6B示意性地示出了通過擴展所縮回的腿構(gòu)件來對準(zhǔn)圖6A的患者匹配髖臼對準(zhǔn)工具650。如圖所示，具有擴展的腿構(gòu)件的患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具650接觸著患者解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點606和608。在某些實施例中，通過促動分·別聯(lián)接到每個腿構(gòu)件和聯(lián)接到安裝構(gòu)件660的支承構(gòu)件(未圖示)來縮回了腿構(gòu)件670和腿構(gòu)件680。一旦插入于患者的軟組織中，腿構(gòu)件擴展，通過增加所述工具的支承底座、并且接觸著患者的自然髖白骨骼標(biāo)志(例如，解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點606和608)來允許實現(xiàn)患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具650的有所增加的穩(wěn)定性。圖6C示意性地示出了通過脫離所述髖臼杯構(gòu)件且縮回所擴展的腿構(gòu)件來移除圖6B的說明性患者匹配的髖白對準(zhǔn)工具650。為了縮回所述工具，操作者使工具650脫離髖臼腿，例如，通過將放置頭658從杯構(gòu)件654旋擰下而實現(xiàn)；且然后通過牽拉一種手柄使得腿構(gòu)件收攏來促動腿構(gòu)件。從患者位點移除整個工具650。前文的描述只是說明本公開的原理，而且可不同于所描述的實施例來實踐所述系統(tǒng)、裝置和方法，所描述的實施例是出于說明目的給出、且并無限制意義。應(yīng)了解到，本文中所公開的系統(tǒng)、裝置和方法雖然被示出用于髖臼系統(tǒng)中，也可應(yīng)用于將在其它外科手術(shù)中使用的醫(yī)療裝置，包括(但不限于)膝關(guān)節(jié)置換、肩關(guān)節(jié)置換，以及腳、腳踝、手和肢體手術(shù)。在閱讀了本公開之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到變型和修改?？梢杂门c本文中所描述的一個或多個其它特征的任何組合和子組合(包括多個從屬的組合和子組合)來實施所披露的特征。上文所描述或說明的各種特征，包括其任何部件，可以在其它系統(tǒng)中被組合或整合。此外，可省略或不實施某些特征。在不偏離本文所公開的信息范圍的情況下，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員確定和做出變化、替代和更改的示例。本文中所引用的所有參考以它們?nèi)囊玫姆绞胶喜⒌奖疚闹胁⑶覙?gòu)成本申請的部分。
權(quán)利要求
1.一種整形外科裝置，包括: 位于一種整形外科植入工具上的安裝構(gòu)件，所述安裝構(gòu)件具有多個附連位點；以及 一個或多個腿構(gòu)件，其與一個或多個解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點相對應(yīng)，其中每個腿構(gòu)件在所述多個附連位點之一處與所述安裝構(gòu)件相聯(lián)接，且可促動到相對于所述工具的一種預(yù)定構(gòu)造，從而使得，當(dāng)促動到所述預(yù)定構(gòu)造時，所述腿從所述縱向軸線向外延伸、并且對準(zhǔn)所述安裝構(gòu)件與一種預(yù)定植入軸線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述整形外科裝置，還包括:具有不同形狀、不同長度、不同寬度、不同厚度、不同材料組成或其組合的兩個或更多個腿構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整形外科裝置，其中，每個腿構(gòu)件具有基于患者解剖結(jié)構(gòu)模型和所希望的植入軸線而選擇的至少一個特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整形外科裝置，其中，所述植入軸線限定相對于患者髖臼的所希望的扭轉(zhuǎn)角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整形外科裝置，其中，所述植入軸線限定相對于患者髖臼的所希望的傾斜角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整形外科裝置，其中，所述腿構(gòu)件能夠相對于所述安裝構(gòu)件縮回。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述整形外科裝置，還包括:擴展機構(gòu)，其在受促動時使得縮回的腿構(gòu)件擴展。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整形外科裝置，其中，所述解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點包括至少一個骨骼標(biāo)志。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的整形外科裝置，其中，所述至少一個骨骼標(biāo)志包括髂前下棘、髖臼緣、坐骨棘、恥骨結(jié)節(jié)、或髖白切跡。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整形外科裝置，其中，所述植入軸線為表示一種預(yù)選路徑的患者匹配植入軸線，在所述預(yù)選路徑上使所述植入物相對于患者骨骼而定向。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的整形外科裝置，其中，所述預(yù)定構(gòu)造包括長度不同于第二腿構(gòu)件的第一腿構(gòu)件。
12.一種用于對準(zhǔn)一種整形外科工具的方法，包括: 從多個腿構(gòu)件選擇至少一個腿構(gòu)件，其中每個選定的腿構(gòu)件具有一種對應(yīng)于相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點的預(yù)定構(gòu)造； 將每個選定的腿構(gòu)件在對應(yīng)于所述預(yù)定構(gòu)造的部位處聯(lián)接到安裝構(gòu)件；以及 促動所述安裝構(gòu)件從而使得每個選定的腿構(gòu)件到達其相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，選擇所述至少一個腿構(gòu)件包括:選擇具有不同長度、不同寬度、不同厚度、不同材料組成、或其組合的兩個或更多個腿構(gòu)件。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其還包括:創(chuàng)建患者位點的計算機模型，且從所述模型識別解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其還包括:從所述患者位點模型來確定所希望的植入軸線，其中基于所述解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點之一和所述植入軸線來選擇至少一個腿構(gòu)件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，確定所希望的植入軸線包括:相對于所述患者髖臼限定所希望的扭轉(zhuǎn)角。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，確定所希望的植入軸線包括:相對于所述患者髖臼限定所希望的傾斜角。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求14至17中任一項所述的方法，其還包括:從X射線、CT掃描和MRI掃描中的至少一個提取數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其還包括:基于所述計算機模型來創(chuàng)建所述患者位點的物理模型。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括:將所述安裝構(gòu)件定位于所述物理模型上，從而使得每個腿構(gòu)件與在所述物理模型上的其相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點相匹配。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括:比較位于所述物理模型上的所述安裝構(gòu)件的縱向軸線與所希望的軸線。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求10至17中任一項所述的方法，其還包括:相對于所述安裝構(gòu)件縮回所述腿構(gòu)件。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其還包括:當(dāng)所述安裝構(gòu)件插入于患者位點時，相對于所述安裝構(gòu)件來擴展所述腿構(gòu)件。
24.—種用于一種整形外科植入物的套件，包括: 具有第一構(gòu)造的第一腿構(gòu)件； 具有不同于所述第一構(gòu)造的第二構(gòu)造的至少一個額外腿構(gòu)件；以及 安裝構(gòu)件，具有用于聯(lián)接所述第一腿構(gòu)件與所述至少一個額外腿構(gòu)件的附連位點。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的套件，其中所述第一構(gòu)造和第二構(gòu)造包括不同長度、不同寬度、不同厚度、不同材料組成、或其組合。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的套件，其中所述腿構(gòu)件能夠相對于所述安裝構(gòu)件縮回。
27.一種用于對準(zhǔn)一種整形外科工具的方法，包括: 從多個可促動腿構(gòu)件選擇至少一個可促動的腿構(gòu)件； 將每個選定的可促動的腿構(gòu)件聯(lián)接到一種安裝構(gòu)件； 將所述安裝構(gòu)件插入于患者位點；以及 通過促動所述選定腿構(gòu)件中的每一個直到其與相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點相配合，來相對于所述患者位點對準(zhǔn)所述安裝構(gòu)件。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，選擇所述至少一個腿構(gòu)件包括:選擇具有不同長度、不同寬度、不同厚度、不同材料組成、或其組合的兩個或更多個腿構(gòu)件。
29.根據(jù)前述權(quán)利要求27至28中任一項所述的方法，其還包括:對所述患者位點建模且從所述模型來識別解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其還包括:從所述患者位點模型來確定所希望的植入軸線，其中基于所述解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點之一和所述植入軸線來選擇至少一個腿構(gòu)件。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，確定所希望的植入軸線包括:相對于所述患者髖臼限定所希望的角度。
32.根據(jù)權(quán)利要求30至31中任一項所述的方法，其中確定所希望的植入軸線包括:相對于所述患者髖白限定所希望的傾斜角。
33.根據(jù)前述權(quán)利要求27至28中任一項所述的方法，其還包括相對于所述安裝構(gòu)件縮回所述腿構(gòu)件。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其還包括:當(dāng)所述安裝構(gòu)件插入于患者位點時，相對于所述安裝構(gòu)件來擴展所述腿構(gòu)件。
35.一種用于制造一種整形外科工具的方法，包括: 接收與X射線、CT掃描和MRI掃描中的至少一個相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)； 基于所接收的數(shù)據(jù)來確定一種植入軸線； 基于所接收的數(shù)據(jù)來確定用于一個或多個腿構(gòu)件的相應(yīng)構(gòu)造；以及 根據(jù)所確定的構(gòu)造來生產(chǎn)所述一個或多個腿構(gòu)件。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，確定用于一個或多個腿構(gòu)件的相應(yīng)構(gòu)造包括:確定用于具有不同長度、不同寬度、不同厚度、不同材料組成、或其組合的兩個或更多個腿構(gòu)件的相應(yīng)構(gòu)造。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其還包括:將每個腿構(gòu)件聯(lián)接到位于所述整形外科植入工具上的一種安裝構(gòu)件上，所述安裝構(gòu)件具有多個附連位點，其中每個腿構(gòu)件在所述多個附連位點之一處聯(lián)接到所述安裝構(gòu)件。
38.根據(jù)前述權(quán)利要求35至37中任一項所述的方法，其還包括:基于所接收的數(shù)據(jù)來創(chuàng)建患者位點的計算機模型，且從所述模型識別解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，還包括:從所述患者位點模型來確定一種植入軸線。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，確定所希望的植入軸線包括:相對于所述患者髖臼限定所希望的扭轉(zhuǎn)角。
41.根據(jù)權(quán)利要求39至40中任一項所述的方法，其中，確定所希望的植入軸線包括:相對于所述患者髖白限定所希望的傾斜角。
42.根據(jù)前述權(quán)利要求39至40中任一項所述的方法，其還包括:基于所述計算機模型來創(chuàng)建所述患者位點的一種物理模型。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其還包括:將所述安裝構(gòu)件定位于所述物理模型上，從而使得每個腿構(gòu)件與在所述物理模型上的其相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點相匹配。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其還包括:比較位于所述物理模型上的所述安裝構(gòu)件的縱向軸線與所確定的植入軸線。
45.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述相應(yīng)構(gòu)造包括長度、寬度、厚度、材料組成和其組合中的之一。
46.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，可促動每個腿構(gòu)件到相對于所述工具的一種預(yù)定構(gòu)造，從而使得當(dāng)啟動到所述預(yù)定構(gòu)造時，所述腿從所述工具的縱向軸線向外延伸、且使所述工具與所確定的植入軸線對準(zhǔn)。
全文摘要
提供用于對準(zhǔn)髖臼植入物的系統(tǒng)、裝置和方法。在外科手術(shù)中，使用一種患者匹配的髖臼對準(zhǔn)工具來將工具和植入物定向?；颊咂ヅ涞捏y臼對準(zhǔn)工具包括安裝構(gòu)件和腿構(gòu)件，基于特定患者的解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點(例如，髖臼骨骼標(biāo)志)來構(gòu)造安裝構(gòu)件和腿構(gòu)件。腿構(gòu)件附連到安裝構(gòu)件上，且構(gòu)造成用以與相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志位點相連接以實現(xiàn)所希望的植入角和軸線。例如，腿構(gòu)件可形成一種三腳架支承底座，通過該三腳架支承底座，一種髖臼殼可以在所希望的扭轉(zhuǎn)角和傾斜角插入到患者髖臼內(nèi)。在某些實施例中，腿構(gòu)件可相對于安裝構(gòu)件縮回和擴展，由此提供具有減小輪廓的工具以用于將該裝置插入于患者的軟組織中。
文檔編號A61B17/56GK103153240SQ201180049963
公開日2013年6月12日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者L.A.吉布森, L.C.賈斯珀, P.E.弗里德里克 申請人:史密夫和內(nèi)修有限公司