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側(cè) 延伸的桿，并且股骨構(gòu)件通常包括一對分離的裸元件，該裸元件包括與聚合物支承件的對 應(yīng)表面一起進行關(guān)節(jié)運動的表面。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)備好的遠側(cè)端部。
[0003] 可能需要不時地對患者進行翻修膝關(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（有時稱為"原有膝關(guān)節(jié)假體"）進行手術(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、擴孔鉆、鉆孔導(dǎo)向器、假體試件和其他外科器械來準(zhǔn)備患者的骨，W接收膝關(guān)節(jié) 假體。通常，整形外科器械對患者來說是通用的，使得在相似的整形外科手術(shù)期間對多個不 同的患者可使用同樣的整形外科器械。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]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)件對應(yīng)輪廓的凸形表面。
[0006] 在一些實施例中，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應(yīng)骨輪廓。該定制的患者專用負(fù)輪廓可包括多 個獨特的凹陷和脊，該凹陷和脊與患者的股骨的對應(yīng)骨輪廓的對應(yīng)多個脊和凹陷匹配。
[0009] 在一些實施例中，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)件對準(zhǔn)；將定制的患者專用導(dǎo)向塊W獨 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，使導(dǎo)向銷前進穿過定制的患者專用導(dǎo)向塊上的導(dǎo)向銷孔進入骨中。該 方法還包括在使導(dǎo)向銷固定到骨時，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)切除的切割塊來切除骨的端部。
[0012] 在一些實施例中，將定制的患者專用導(dǎo)向塊在獨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 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)件的對應(yīng)輪廓。
[0013] 在一些實施例中，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 彎曲裸表面，運對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] 在一些實施例中，該方法可包括將對準(zhǔn)塊固定到切割塊，并且將對準(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W使對準(zhǔn)塊前進到與導(dǎo)向銷接觸。在一些實施 例中，對準(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] 在一些實施例中，該方法可包括通過W下來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。在一些實施例中，該切割塊可包括具有遠側(cè)切割導(dǎo)向 器的患者通用切割塊。
[0016] 在一些實施例中，將對準(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 定位在對準(zhǔn)塊的導(dǎo)向銷孔中；使對準(zhǔn)塊前進到與切割塊接觸；將切割塊與骨接合；W及將 切割塊與限定在對準(zhǔn)塊上的指示器對準(zhǔn)。該指示器可對應(yīng)于切割塊上的目標(biāo)前后位置。
[0017] 在一些實施例中，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，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。在一些實施例中，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)輪廓可包括多個獨特的凹陷和脊，該 凹陷和脊與患者的骨的對應(yīng)輪廓的多個對應(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)件的對應(yīng)輪廓的凸形表面。
[0019] 在一些實施例中，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 外科器械相對于患者的骨解剖結(jié)構(gòu)的計劃位置。
[0020] 在一些實施例中，該方法可包括基于翻修外科器械的計劃位置來制造第二定制的 患者專用導(dǎo)向塊。第二定制的患者專用導(dǎo)向塊可包括計劃位置的指示器。
[0021] 在一些實施例中，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翻修整形外科假體中選擇第二翻修 整形外科假體。
【附圖說明】
[0022] 具體參考W下附圖進行詳細(xì)說明，其中：
[0023] 圖1是用于設(shè)計和制造定制的患者專用整形外科器械的算法的簡化流程圖；
[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準(zhǔn)托架和遠側(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準(zhǔn)托架的前正視圖；
[0037] 圖15是定制的患者專用對準(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的遠側(cè)切割導(dǎo)向 塊，W及與遠側(cè)切割導(dǎo)向器中的一個對準(zhǔn)的圖11-圖14的對準(zhǔn)托架；
[0049] 圖27是與圖26類似的視圖，示出了固定到遠側(cè)切割導(dǎo)向塊的對準(zhǔn)托架；
[0050] 圖28是患者的股骨的前正視圖，示出了固定到遠側(cè)切割導(dǎo)向塊并與定制定位的 導(dǎo)向銷接合的對準(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準(zhǔn)導(dǎo)向器；
[0053] 圖31是患者的股骨的遠側(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 銷接合的對準(zhǔn)導(dǎo)向器；
[0054] 圖32是患者的股骨的外科準(zhǔn)備遠側(cè)端部的內(nèi)側(cè)透視圖； 陽化5] 圖33是定制的患者專用股骨銷導(dǎo)向器的另一個實施例的透視圖；
[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)向器的另一個實施例的 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)說明。然而應(yīng)當(dāng)理解，本文無意將本發(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。 陽〇化]在整篇說明書中，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，可能會用到表示解剖學(xué)參考的術(shù)語，諸如前、后、內(nèi)側(cè)、外側(cè)、上、下等等。此類術(shù)語 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，否則在書面具體實施方 式和權(quán)利要求中使用的此類解剖參考術(shù)語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"定制的患者專用整形外科器械"是指外科醫(yī)生在進行整形外科手術(shù)時使用的外科工 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"定制