定制的患者專用翻修外科器械和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開大體設(shè)及定制的整形外科器械，并且具體地設(shè)及已被定制成與特定的假體 和患者交接的外科器械。
【背景技術(shù)】
[0002] 關(guān)節(jié)成形術(shù)是一種熟知的外科手術(shù)，通過(guò)關(guān)節(jié)成形術(shù)，可用假體關(guān)節(jié)置換患病和/ 或受損的自然關(guān)節(jié)。例如，在全膝關(guān)節(jié)成形術(shù)外科手術(shù)中，患者的自然膝關(guān)節(jié)部分或全部置 換為假體膝關(guān)節(jié)或膝關(guān)節(jié)假體。典型的膝關(guān)節(jié)假體包括腔骨托、股骨構(gòu)件W及定位于腔骨 托和股骨構(gòu)件之間的聚合物插入件或支承件。腔骨托通常包括板，所述板具有從其朝遠(yuǎn)側(cè) 延伸的桿，并且股骨構(gòu)件通常包括一對(duì)分離的裸元件，該裸元件包括與聚合物支承件的對(duì) 應(yīng)表面一起進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的表面。腔骨托的桿被配置成植入患者的腔骨上經(jīng)外科手術(shù)準(zhǔn)備 好的髓管中，并且股骨構(gòu)件被配置成聯(lián)接到患者的股骨上經(jīng)外科手術(shù)準(zhǔn)備好的遠(yuǎn)側(cè)端部。
[0003] 可能需要不時(shí)地對(duì)患者進(jìn)行翻修膝關(guān)節(jié)手術(shù)。在此類翻修膝關(guān)節(jié)手術(shù)中，將先前 植入的膝關(guān)節(jié)假體（有時(shí)稱為"原有膝關(guān)節(jié)假體"）進(jìn)行手術(shù)移除，并且植入置換或翻修膝 關(guān)節(jié)假體。在一些翻修膝關(guān)節(jié)手術(shù)中，可通過(guò)手術(shù)移除原有膝關(guān)節(jié)假體的所有構(gòu)件，包括例 如腔骨托、股骨構(gòu)件和聚合物支承件，并且置換為翻修假體構(gòu)件。在其他翻修膝關(guān)節(jié)手術(shù) 中，可僅移除并置換先前植入的膝關(guān)節(jié)假體的一部分。
[0004] 在膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù)中，整形外科醫(yī)生通常使用多種不同的整形外科器械，諸如例 如，切割塊、擴(kuò)孔鉆、鉆孔導(dǎo)向器、假體試件和其他外科器械來(lái)準(zhǔn)備患者的骨，W接收膝關(guān)節(jié) 假體。通常，整形外科器械對(duì)患者來(lái)說(shuō)是通用的，使得在相似的整形外科手術(shù)期間對(duì)多個(gè)不 同的患者可使用同樣的整形外科器械。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)〇化]根據(jù)本發(fā)明的一方面，公開了一種外科器械，該外科器械包括定制的患者專用導(dǎo) 向塊。該定制的患者專用導(dǎo)向塊包括第一表面、向骨表面、定位在與第一表面和向骨表面相 對(duì)的第二表面W及在第二表面與向骨表面之間延伸的導(dǎo)向銷孔。該第一表面具有定制的假 體專用負(fù)輪廓，該假體專用負(fù)輪廓被成形為匹配假體構(gòu)件的對(duì)應(yīng)輪廓。定制的假體專用負(fù) 輪廓包括凹形表面，該凹形表面被成形為匹配假體構(gòu)件對(duì)應(yīng)輪廓的凸形表面。
[0006] 在一些實(shí)施例中，向骨表面可包括導(dǎo)向塊的外側(cè)表面，并且第二表面可包括導(dǎo)向 塊的內(nèi)側(cè)表面。在一些實(shí)施例中，假體構(gòu)件可為股骨假體構(gòu)件。股骨假體構(gòu)件的對(duì)應(yīng)輪廓 的凸形表面可包括內(nèi)側(cè)裸表面，并且定制的假體專用負(fù)輪廓的凹形表面可包括內(nèi)側(cè)凹形表 面。
[0007] 另外，在一些實(shí)施例中，向骨表面可包括導(dǎo)向塊的后表面，并且第二表面可包括導(dǎo) 向塊的前表面。
[0008] 在一些實(shí)施例中，導(dǎo)向塊的向骨表面可具有定制的患者專用負(fù)輪廓，該定制的患 者專用負(fù)輪廓被成形為匹配患者的股骨的對(duì)應(yīng)骨輪廓。該定制的患者專用負(fù)輪廓可包括多 個(gè)獨(dú)特的凹陷和脊，該凹陷和脊與患者的股骨的對(duì)應(yīng)骨輪廓的對(duì)應(yīng)多個(gè)脊和凹陷匹配。
[0009] 在一些實(shí)施例中，導(dǎo)向塊還可包括在向骨表面與第二表面之間延伸的基本平坦的 切割導(dǎo)向表面。
[0010] 在一些實(shí)施例中，假體構(gòu)件可為包括彎曲表面的腔骨托，并且該腔骨托的對(duì)應(yīng)輪 廓的凸形表面可包括彎曲表面。定制的假體專用負(fù)輪廓的凹形表面可包括彎曲內(nèi)表面。
[0011] 根據(jù)另一方面，公開了一種進(jìn)行整形外科手術(shù)的方法。該方法包括將定制的患者 專用導(dǎo)向塊與植入患者的骨的端部中的第一假體構(gòu)件對(duì)準(zhǔn)；將定制的患者專用導(dǎo)向塊W獨(dú) 特的位置和取向附接到骨的端部上的第一假體構(gòu)件；W及在定制的患者專用導(dǎo)向塊定位在 第一假體構(gòu)件上時(shí)，使導(dǎo)向銷前進(jìn)穿過(guò)定制的患者專用導(dǎo)向塊上的導(dǎo)向銷孔進(jìn)入骨中。該 方法還包括在使導(dǎo)向銷固定到骨時(shí)，使定制的患者專用導(dǎo)向塊從第一假體構(gòu)件和骨的端部 脫離；將第一假體構(gòu)件從骨的端部移除；將對(duì)準(zhǔn)塊與導(dǎo)向銷接合W將切割塊定位在骨上； W及使用用W引導(dǎo)切除的切割塊來(lái)切除骨的端部。
[0012] 在一些實(shí)施例中，將定制的患者專用導(dǎo)向塊在獨(dú)特的位置和取向中定位在第一假 體構(gòu)件上可包括將定制的患者專用導(dǎo)向塊的定制的假體專用負(fù)輪廓與第一假體構(gòu)件的對(duì) 應(yīng)輪廓接合。該定制的假體專用負(fù)輪廓可被成形為匹配第一假體構(gòu)件的對(duì)應(yīng)輪廓。
[0013] 在一些實(shí)施例中，第一假體構(gòu)件可包括股骨假體構(gòu)件，該股骨假體構(gòu)件具有一對(duì) 彎曲裸表面，運(yùn)對(duì)彎曲裸表面被配置成接合支承表面。另外，將定制的患者專用導(dǎo)向塊的定 制的假體專用負(fù)輪廓與第一假體構(gòu)件的對(duì)應(yīng)輪廓接合可包括將定制的患者專用導(dǎo)向塊的 凹形表面與股骨假體構(gòu)件的內(nèi)側(cè)裸表面接合。
[0014] 在一些實(shí)施例中，該方法可包括將對(duì)準(zhǔn)塊固定到切割塊，并且將對(duì)準(zhǔn)塊與導(dǎo)向銷 接合可包括使切割塊沿著骨的解剖軸線前進(jìn)W使對(duì)準(zhǔn)塊前進(jìn)到與導(dǎo)向銷接觸。在一些實(shí)施 例中，對(duì)準(zhǔn)塊可包括第二假體構(gòu)件的目標(biāo)關(guān)節(jié)線的指示器。
[0015] 在一些實(shí)施例中，該方法可包括通過(guò)W下來(lái)組裝定制的患者專用導(dǎo)向塊：將第一 可移除鉆套鎖定到定制的患者專用銷導(dǎo)向器的第一孔中，并將第二可移除鉆套鎖定到該定 制的患者專用銷導(dǎo)向器的第二孔中。在一些實(shí)施例中，該切割塊可包括具有遠(yuǎn)側(cè)切割導(dǎo)向 器的患者通用切割塊。
[0016] 在一些實(shí)施例中，將對(duì)準(zhǔn)塊與導(dǎo)向銷接合W將切割塊定位在骨上可包括將導(dǎo)向銷 定位在對(duì)準(zhǔn)塊的導(dǎo)向銷孔中；使對(duì)準(zhǔn)塊前進(jìn)到與切割塊接觸；將切割塊與骨接合；W及將 切割塊與限定在對(duì)準(zhǔn)塊上的指示器對(duì)準(zhǔn)。該指示器可對(duì)應(yīng)于切割塊上的目標(biāo)前后位置。
[0017] 在一些實(shí)施例中，該方法可包括在定制的患者專用導(dǎo)向塊定位在第一假體構(gòu)件上 時(shí)，使骨銀沿著定制的患者專用導(dǎo)向塊的切割導(dǎo)向表面前進(jìn)。在一些實(shí)施例中，將定制的患 者專用導(dǎo)向塊附接到第一假體構(gòu)件可包括將成形為匹配患者的骨的對(duì)應(yīng)輪廓的定制的患 者專用負(fù)輪廓與患者的骨接合。該定制的患者專用負(fù)輪廓可包括多個(gè)獨(dú)特的凹陷和脊，該 凹陷和脊與患者的骨的對(duì)應(yīng)輪廓的多個(gè)對(duì)應(yīng)脊和凹陷匹配。
[0018] 根據(jù)另一方面，公開了一種制造定制的患者專用導(dǎo)向塊的方法。該方法包括生成 患者的骨解剖結(jié)構(gòu)和固定到患者的骨解剖結(jié)構(gòu)的植入假體構(gòu)件的圖像；識(shí)別患者的骨解剖 結(jié)構(gòu)和假體構(gòu)件上的界標(biāo)；基于圖像和界標(biāo)選擇翻修外科器械；W及制造定制的患者專用 導(dǎo)向塊，該定制的患者專用導(dǎo)向塊包括定制的假體專用負(fù)輪廓，該定制的假體專用負(fù)輪廓 被成形為匹配植入的假體構(gòu)件的對(duì)應(yīng)輪廓。定制的假體專用負(fù)輪廓包括凹形表面，該凹形 表面被成形為匹配植入假體構(gòu)件的對(duì)應(yīng)輪廓的凸形表面。
[0019] 在一些實(shí)施例中，選擇翻修外科器械可包括生成第二圖像，該第二圖像示出翻修 外科器械相對(duì)于患者的骨解剖結(jié)構(gòu)的計(jì)劃位置。
[0020] 在一些實(shí)施例中，該方法可包括基于翻修外科器械的計(jì)劃位置來(lái)制造第二定制的 患者專用導(dǎo)向塊。第二定制的患者專用導(dǎo)向塊可包括計(jì)劃位置的指示器。
[0021] 在一些實(shí)施例中，該方法可包括基于圖像和界標(biāo)選擇翻修整形外科假體。另外，選 擇翻修整形外科假體可包括從多個(gè)翻修整形外科假體中選擇第一翻修整形外科假體；將第 一翻修整形外科的數(shù)字模板重疊在圖像上W形成第二圖像，該第二圖像示出植入患者的骨 中的第一翻修整形外科假體；W及基于第二圖像從多個(gè)翻修整形外科假體中選擇第二翻修 整形外科假體。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 具體參考W下附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中：
[0023] 圖1是用于設(shè)計(jì)和制造定制的患者專用整形外科器械的算法的簡(jiǎn)化流程圖；
[0024] 圖2是植入患者體內(nèi)的原有整形外科膝關(guān)節(jié)假體的透視圖；
[00巧]圖3是圖2中原有整形外科膝關(guān)節(jié)假體的轉(zhuǎn)換圖象；
[00%]圖4是與圖3類似的視圖，示出了原有整形外科膝關(guān)節(jié)假體的術(shù)前評(píng)估；
[0027] 圖5是圖2中原有整形外科膝關(guān)節(jié)假體及術(shù)前評(píng)估的另一視圖；
[0028] 圖6是患者身體的=維模型的前視圖，包括翻修整形外科膝關(guān)節(jié)假體的數(shù)字模 板；
[0029] 圖7是患者身體的=維模型的內(nèi)側(cè)視圖，包括翻修整形外科膝關(guān)節(jié)假體的數(shù)字模 板；
[0030] 圖8是定制的患者專用股骨銷導(dǎo)向器和一對(duì)可移除鉆套的分解透視圖；
[0031] 圖9是圖8中定制的患者專用股骨銷導(dǎo)向器的透視圖，其示出了負(fù)輪廓；
[0032] 圖10是如在箭頭方向上觀察的沿圖8中的線10-10截取的定制的患者專用股骨 銷導(dǎo)向器和可移除鉆套的橫截面視圖；
[0033] 圖11是定制的患者專用對(duì)準(zhǔn)托架和遠(yuǎn)側(cè)切割導(dǎo)向塊的透視圖；
[0034] 圖12是圖11中定制的患者專用對(duì)準(zhǔn)托架的平面圖；
[0035] 圖13是圖11-圖12中定制的患者專用對(duì)準(zhǔn)托架的側(cè)正視圖；
[0036] 圖14是圖11-圖13中定制的患者專用對(duì)準(zhǔn)托架的前正視圖；
[0037] 圖15是定制的患者專用對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)向器和4合1切割導(dǎo)向塊的透視圖；
[0038] 圖16是圖15中定制的患者專用對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)向器的前正視圖；
[0039] 圖17是圖2中附接到患者的股骨的遠(yuǎn)側(cè)端部的原有股骨假體構(gòu)件和圖8中定制 的患者專用股骨銷導(dǎo)向器的透視圖；
[0040] 圖18是附接到患者的股骨的遠(yuǎn)側(cè)端部的原有股骨假體構(gòu)件，W及定位于其上的 定制的患者專用股骨銷導(dǎo)向器的內(nèi)側(cè)透視圖；
[0041] 圖19是附接到患者的股骨的遠(yuǎn)側(cè)端部的原有股骨假體構(gòu)件，W及定位于其上的 定制的患者專用股骨銷導(dǎo)向器的外側(cè)透視圖；
[00創(chuàng)圖20是與圖18類似的視圖，示出了安裝在患者的股骨中的一對(duì)導(dǎo)向銷；
[0043]圖21是與圖20類似的視圖，示出了能夠從定制的患者專用股骨銷導(dǎo)向器移除的 鉆套； W44] 圖22是與圖21類似的視圖，示出了從原有股骨假體構(gòu)件和患者的股骨脫離的定 制的患者專用股骨銷導(dǎo)向器，W及安裝在患者的股骨中的一對(duì)導(dǎo)向銷；
[0045] 圖23是與圖22類似的視圖，示出了安裝在患者的股骨中的定制定位的一對(duì)導(dǎo)向 銷；
[0046] 圖24是患者的股骨的內(nèi)側(cè)透視圖，示出了插入其中的髓內(nèi)軸；
[0047] 圖25是與圖24類似的視圖，示出了附接到圖24中的髓內(nèi)軸的股骨定位裝置；
[0048] 圖26是與圖25類似的視圖，示出了附接到股骨定位裝置的圖11的遠(yuǎn)側(cè)切割導(dǎo)向 塊，W及與遠(yuǎn)側(cè)切割導(dǎo)向器中的一個(gè)對(duì)準(zhǔn)的圖11-圖14的對(duì)準(zhǔn)托架；
[0049] 圖27是與圖26類似的視圖，示出了固定到遠(yuǎn)側(cè)切割導(dǎo)向塊的對(duì)準(zhǔn)托架；
[0050] 圖28是患者的股骨的前正視圖，示出了固定到遠(yuǎn)側(cè)切割導(dǎo)向塊并與定制定位的 導(dǎo)向銷接合的對(duì)準(zhǔn)托架；
[0051] 圖29為內(nèi)側(cè)透視圖，示出了與患者的股骨的遠(yuǎn)側(cè)端部和髓內(nèi)軸接合的圖15的4 合1切割導(dǎo)向塊；
[0052] 圖30是與圖29類似的視圖，示出了與4合1切割導(dǎo)向塊和定制定位的導(dǎo)向銷接 合的圖15和圖16的定制的患者專用對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)向器；
[0053] 圖31是患者的股骨的遠(yuǎn)側(cè)正視圖，示出了與4合1切割導(dǎo)向塊和定制定位的導(dǎo)向 銷接合的對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)向器；
[0054] 圖32是患者的股骨的外科準(zhǔn)備遠(yuǎn)側(cè)端部的內(nèi)側(cè)透視圖； 陽(yáng)化5] 圖33是定制的患者專用股骨銷導(dǎo)向器的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖；
[0056] 圖34是圖33中定制的患者專用股骨銷導(dǎo)向器的后正視圖；
[0057] 圖35是附接到患者的股骨的圖33-圖34中定制的患者專用股骨銷導(dǎo)向器的內(nèi)側(cè) 側(cè)正視圖；
[0058] 圖36是包括遠(yuǎn)側(cè)切割導(dǎo)向器的定制的患者專用股骨銷導(dǎo)向器的另一個(gè)實(shí)施例的 透視圖；
[0059] 圖37是附接到患者的股骨的圖36中股骨銷導(dǎo)向器的前正視圖；
[0060] 圖38是定制的患者專用腔骨銷導(dǎo)向器W及附接到患者的腔骨的圖2中原有腔骨 托的透視圖；
[0061] 圖39是如在箭頭方向上觀察的沿圖38中的線39-39截取的圖38中定制的患者 專用腔骨銷導(dǎo)向器的局部橫截面視圖；
[00創(chuàng)圖40是圖38中定制的患者專用腔骨銷導(dǎo)向器的局部正視圖；并且
[0063] 圖41是附接到原有腔骨托的圖38中定制的患者專用腔骨銷導(dǎo)向器的前正視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0064] 雖然本發(fā)明的概念易受各種修改形式和替代形式的影響，但其具體示例性實(shí)施例 已在附圖中W舉例的方式示出，并且將在本文中詳細(xì)說(shuō)明。然而應(yīng)當(dāng)理解，本文無(wú)意將本發(fā) 明的概念限制于所公開的具體形式，但相反，其目的在于根據(jù)所附權(quán)利要求，涵蓋落在本發(fā) 明的本質(zhì)和范圍內(nèi)的所有修改形式、等同形式和替代形式。 陽(yáng)〇化]在整篇說(shuō)明書中，當(dāng)設(shè)及整形外科植入物和本文所述外科器械w及患者自然解剖 結(jié)構(gòu)時(shí)，可能會(huì)用到表示解剖學(xué)參考的術(shù)語(yǔ)，諸如前、后、內(nèi)側(cè)、外側(cè)、上、下等等。此類術(shù)語(yǔ) 在解剖學(xué)研究和整形外科領(lǐng)域都具有熟知的含義。除非另行指明，否則在書面具體實(shí)施方 式和權(quán)利要求中使用的此類解剖參考術(shù)語(yǔ)與其熟知的含義一致。
[0066] 參見圖1，其示出了用于制造定制的患者專用整形外科器械的算法10。本文所用 術(shù)語(yǔ)"定制的患者專用整形外科器械"是指外科醫(yī)生在進(jìn)行整形外科手術(shù)時(shí)使用的外科工 具，并且被配置成意在供具體患者使用。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本文所用的術(shù)語(yǔ)"定制