用于關(guān)節(jié)修復(fù)的患者特異性器械和方法
【專利摘要】提供了一種在進行關(guān)節(jié)修復(fù)時使用的患者特異性器械。患者特異性夾具被適于定位在骨的關(guān)節(jié)表面處骨的上方，用于幫助制備接納假體的骨表面。該夾具包括適于配合式接觸骨的關(guān)節(jié)表面的一部分的骨接觸部分和適于接納用于切割骨的關(guān)節(jié)表面的鋸片的切割槽件。切割槽件可被壓配合到切割引導件的開口內(nèi)。用于引導假體在骨的被切割表面上的定位的患者特異性板和患者特異性旋轉(zhuǎn)引導件也被提供了。用于制造患者特異性夾具的方法也被提供了。
【專利說明】用于關(guān)節(jié)修復(fù)的患者特異性器械和方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年5月24日提交的美國臨時申請N0.61/651，061，于2012年7月16日提交的美國臨時專利申請N0.61/671，990和于2013年3月15日提交的美國臨時申請N0.617/87579的優(yōu)先權(quán)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請涉及用于關(guān)節(jié)修復(fù)的患者特異性器械。

【背景技術(shù)】
[0004]在關(guān)節(jié)成形術(shù)中，受傷的關(guān)節(jié)，比如膝關(guān)節(jié)，被用修復(fù)術(shù)植入體代替。在植入植入體之前，該關(guān)節(jié)的受傷區(qū)域通常通過處理骨的一些區(qū)域而進行制備，以提供能夠與植入體對準并且因此適應(yīng)植入體的表面。
[0005]在關(guān)節(jié)成形術(shù)手術(shù)中植入體對準的準確性是很重要的。在膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中，需要膝關(guān)節(jié)的正確對準，使髖的中心、膝和踝被對齊在一直線上。這確保了患者的較快康復(fù)和更好的膝關(guān)節(jié)功能。為此目的，保證在骨切割過程中使用的修整器械的準確位置和定向的機械夾具通常在關(guān)節(jié)成形術(shù)比如膝關(guān)節(jié)置換術(shù)手術(shù)過程中使用。然而，這些傳統(tǒng)的夾具可能缺少精確性，因為它們可能依靠使用者的判斷來評估這些裝置的正確定位。另外每個患者的解剖學結(jié)構(gòu)不同，可能需要適當改變部件的尺寸來優(yōu)化手術(shù)的結(jié)果。另外，在一定程度上，傳統(tǒng)的部件只允許患者定制。這樣，傳統(tǒng)器械的使用可能導致不對準并且導致修復(fù)術(shù)植入體的不穩(wěn)定和潛在的磨損或甚至過早失效。
[0006]因此，需要一種在關(guān)節(jié)修復(fù)過程中使用的改進的患者特異性器械。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此本發(fā)明的目的是提供一種新式患者特異性器械和方法。
[0008]因此，根據(jù)本申請，提供了一種患者特異性旋轉(zhuǎn)引導件，用于在關(guān)節(jié)修復(fù)手術(shù)中引導工具在骨的被切割表面上的定位，所述旋轉(zhuǎn)引導件包括本體，所述本體包括:被適于固定到所述工具的工具附接件；和具有骨接觸表面的骨接觸構(gòu)件，所述骨接觸表面被利用患者特異性建模成形為符合所述骨的關(guān)節(jié)表面的形狀，從而當所述工具被定位于所述被切割表面上時配合式接觸所述關(guān)節(jié)表面。
[0009]另外根據(jù)本申請，所述工具附接件具有符合所述工具的形狀的內(nèi)輪廓，用于當工具附接件被固定到工具時將工具附接件固持在位。
[0010]另外根據(jù)本申請，所述工具附接件具有符合工具的周圍部的外輪廓。
[0011]另外根據(jù)本申請，所述工具附接件包括將工具附接件固定到工具的至少一個附接
>J-U ρ?α裝直。
[0012]另外根據(jù)本申請，所述本體包括利用患者特異性建模而定位于本體上的至少一個對準元件，用于引導所述工具在所述骨的被切割表面上的定位。
[0013]另外根據(jù)本申請，所述至少一個對準元件表示所述骨的至少一個解剖學方向。
[0014]另外根據(jù)本申請，所述至少一個對準元件表示所述骨的機械軸線、內(nèi)外方向、和前后方向中的至少一個。
[0015]另外根據(jù)本申請，所述工具具有形成于其中的至少一個孔隙，并且所述至少一個對準元件包括適于當工具附接件被固定到工具時與所述至少一個孔隙協(xié)作的至少一個開口，相協(xié)作的至少一個孔隙和至少一個開口適于將至少一個固定結(jié)構(gòu)接納于其中以將工具固定到所述被切割表面。
[0016]另外根據(jù)本申請，提供了一種用于在關(guān)節(jié)修復(fù)過程中制備骨的關(guān)節(jié)表面的患者特異性夾具，所述患者特異性夾具包括具有配合表面的至少一個骨接觸構(gòu)件，所述配合表面被利用患者特異性建模成形為符合關(guān)節(jié)表面的形狀，所述配合表面被適于配合式接觸所述關(guān)節(jié)表面的一部分；和鄰近所述至少一個骨接觸構(gòu)件的切割引導件，其被適于將用于切割所述關(guān)節(jié)表面的鋸片接納于其中。
[0017]另外根據(jù)本申請，所述至少一個骨接觸構(gòu)件具有形成于其中的至少一個間隙，所述至少一個間隙被成形為符合所述關(guān)節(jié)表面的至少一個被選區(qū)域的形狀，用于防止所述配合表面和所述至少一個被選區(qū)域之間接觸。
[0018]另外根據(jù)本申請，所述至少一個間隙被成形為用于防止所述配合表面與軟骨、軟組織、骨贅、和半月板中的至少一個之間接觸。
[0019]另外根據(jù)本申請，所述至少一個骨接觸構(gòu)件的配合表面被適于配合式接觸外側(cè)股骨髁的遠側(cè)表面、內(nèi)側(cè)股骨髁的遠側(cè)表面、外側(cè)股骨髁的前表面、和內(nèi)側(cè)股骨髁的前表面。
[0020]另外根據(jù)本申請，所述至少一個骨接觸構(gòu)件的配合表面被適于配合式接觸外側(cè)脛骨平臺的近側(cè)表面、內(nèi)側(cè)脛骨平臺的近側(cè)表面、和前近側(cè)脛骨表面。
[0021]另外根據(jù)本申請，所述至少一個骨接觸構(gòu)件的配合表面被成形為符合脛骨髁間隆起的形狀，用于當所述配合表面配合式接觸所述關(guān)節(jié)表面時固定所述夾具相對于所述骨的內(nèi)-外位置和旋轉(zhuǎn)。
[0022]另外根據(jù)本申請，所述至少一個骨接觸構(gòu)件的配合表面具有第一尺寸，所述第一尺寸與所述骨的第二尺寸成比例。
[0023]另外根據(jù)本申請，所述至少一個骨接觸構(gòu)件包括利用患者特異性建模被定義在所述至少一個骨接觸構(gòu)件上的至少一個對準元件，用于引導夾具在所述骨的被切割表面上的定位。
[0024]另外根據(jù)本申請，所述至少一個對準元件表示所述骨的至少一個解剖學方向。
[0025]另外根據(jù)本申請，所述至少一個對準元件表示所述骨的前后方向和所述骨的機械軸線中的至少一個。
[0026]另外根據(jù)本申請，所述至少一個對準元件表示一平面，所述關(guān)節(jié)表面將沿所述平面進行切割。
[0027]另外根據(jù)本申請，所述切割引導件包括用于接納一插件的開口，所述插件包括第一構(gòu)件和第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件被接合到第一構(gòu)件并且與所述第一構(gòu)件間隔開以限定出適于接納鋸片的孔隙。
[0028]另外根據(jù)本申請，提供了一種用于在關(guān)節(jié)修復(fù)過程中切割關(guān)節(jié)骨表面時使用的切割槽件，所述切割槽件包括:外殼，其被適于鄰近所述關(guān)節(jié)骨表面定位，所述外殼具有限定于其中的開口 ；和插件，其被適于安裝到所述開口內(nèi)，所述插件具有限定于其中的孔隙，所述孔隙被適于接納用于切割所述關(guān)節(jié)骨表面的鋸片。
[0029]另外根據(jù)本申請，所述插件包括第一構(gòu)件和接合到第一構(gòu)件的第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件被與所述第一構(gòu)件間隔開以限定出所述孔隙。
[0030]另外根據(jù)本申請，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件分別具有第一端和與第一端相反的第二端，并且分別被提供有位于第一端的第一附接裝置和位于第二端的第二附接裝置，所述第一構(gòu)件的第一附接裝置被適于與所述第二構(gòu)件的第一附接裝置協(xié)作，并且所述第一構(gòu)件的第二附接裝置被適于與所述第二構(gòu)件的第二附接裝置以將第一構(gòu)件接合到第二構(gòu)件。
[0031]另外根據(jù)本申請，所述外殼包括用于固定所述插件在所述開口內(nèi)的位置的至少一個抗壓肋，所述至少一個抗壓肋被適于響應(yīng)于在插件被安裝到開口內(nèi)時施加于所述抗壓肋上的壓力而彈性變形。
[0032]另外根據(jù)本申請，所述外殼包括第一、第二、第三、和第四抗壓肋，隨著所述插件被安裝到所述開口內(nèi)，所述第一抗壓肋被鄰近所述第一構(gòu)件的第一端定位，所述第二抗壓肋被鄰近所述第二構(gòu)件的第一端定位，并且所述第三和第四抗壓肋被鄰近所述第二構(gòu)件的下表面定位。
[0033]另外根據(jù)本申請，所述外殼具有形成于其中的至少一個開口，所述至少一個開口被適于將用于向所述關(guān)節(jié)骨表面內(nèi)鉆至少一個孔的鉆頭接納于其中，所述至少一個孔被適于接納至少一個固定結(jié)構(gòu)以將所述切割槽件固定到所述關(guān)節(jié)骨表面。
[0034]另外根據(jù)本申請，所述切割槽件還包括適于被接納在所述至少一個開口中的至少一個襯套，所述至少一個襯套被配置用于將鉆頭容納于其中并且阻擋由于所述至少一個孔的鉆削而產(chǎn)生的殘余碎屑。
[0035]另外根據(jù)本申請，所述插件具有沿其長度基本上恒定的寬度。
[0036]另外根據(jù)本申請，所述第一和第二構(gòu)件由被沖壓的金屬片制成。
[0037]另外根據(jù)本申請，所述外殼由塑料材料制成。
[0038]另外根據(jù)本申請，提供了一種由于在關(guān)節(jié)修復(fù)過程中制備骨的被切割表面以將假體部件接納于該表面上的患者特異性板，所述患者特異性板包括:本體，其被利用患者特異性建模成形并且具有與所述被切割表面的周圍部相符的輪廓，所述本體包括:骨接觸面，其被適于定位在所述被切割表面上，和與所述骨接觸面相反的假體接納面，所述假體接納面包括至少一個對準元件，所述至少一個對準元件被利用患者特異性建模限定，用于引導所述假體部件在所述假體接納面上的定位。
[0039]另外根據(jù)本申請，所述假體接納面具有在其上規(guī)定出的所述假體部件的輪廓。
[0040]另外根據(jù)本申請，所述至少一個引導元件表示骨的至少一個解剖學方向，用于引導所述假體部件相對于所述至少一個解剖學方向的定位。
[0041]另外根據(jù)本申請，所述至少一個引導元件表示所述骨的內(nèi)外方向和前后方向中的至少一個。
[0042]另外根據(jù)本申請，所述至少一個引導元件包括至少一個孔隙，所述至少一個孔隙表示在所述被切割表面上鉆削至少一個孔的至少一個部位，所述至少一個孔被適于將至少一個固定結(jié)構(gòu)接納于其內(nèi)，以將在關(guān)節(jié)修復(fù)過程中使用的工具固定于所述被切割表面上。
[0043]另外根據(jù)本申請，提供了一種制造在關(guān)節(jié)修復(fù)過程中制備骨的關(guān)節(jié)表面時使用的患者特異性夾具的方法，所述方法包括:獲取所述骨的圖像數(shù)據(jù)；利用所獲取的圖像數(shù)據(jù)生成所述骨的三維模型；提供夾具坯料模型；和應(yīng)用布爾操作以從所述夾具坯料模型去除材料，從而解構(gòu)所述夾具坯料模型，被解構(gòu)的夾具坯料模型的形狀符合所述骨的三維模型的形狀。
[0044]另外根據(jù)本申請，應(yīng)用布爾運算使所述被解構(gòu)的夾具坯料模型具有與所述骨的所述關(guān)節(jié)表面相符的至少一個骨接觸表面，所述至少一個骨接觸表面被適于定位在所述關(guān)節(jié)表面上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]圖1a是在關(guān)節(jié)成形術(shù)過程中使用根據(jù)本公開內(nèi)容的患者特異性夾具進行骨切割的方法的流程圖；
[0046]圖1b是制造圖1a的患者特異性夾具的流程圖；
[0047]圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的用于關(guān)節(jié)成形術(shù)的患者特異性器械計算機輔助系統(tǒng)的方框圖；
[0048]圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的股骨上的患者特異性股骨夾具的側(cè)視立體圖；
[0049]圖4是圖3的股骨上的患者特異性股骨夾具的仰視立體圖；
[0050]圖5是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的股骨夾具接觸區(qū)域的股骨的立體圖；
[0051]圖6是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的脛骨夾具的俯視立體圖；
[0052]圖7是圖5的脛骨夾具的立體圖；
[0053]圖8是根據(jù)本公開內(nèi)容的脛骨上的患者特異性脛骨夾具的俯視立體圖；
[0054]圖9是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的脛骨夾具接觸區(qū)域的脛骨的正面立體圖；
[0055]圖1Oa是根據(jù)本公開內(nèi)容的可選實施例的股骨上的患者特異性股骨夾具的仰視立體圖；
[0056]圖1Ob是圖1Oa的股骨夾具的側(cè)視圖；
[0057]圖1la是根據(jù)本公開內(nèi)容的可選實施例的脛骨上的患者特異性脛骨夾具的后面立體圖；
[0058]圖1lb是圖1la的脛骨夾具的俯視圖；
[0059]圖1lc是圖1la的脛骨夾具的俯視立體圖；
[0060]圖12是根據(jù)本公開內(nèi)容的患者特異性脛骨板的正視立體圖；
[0061]圖13a是根據(jù)本公開內(nèi)容的第一實施例的接合到板柄部的旋轉(zhuǎn)引導件和定型板的立體圖；
[0062]圖13b是接合到板柄部和定型板的圖13a的旋轉(zhuǎn)引導件的立體圖；
[0063]圖13c是圖13b的旋轉(zhuǎn)引導件的側(cè)視圖；
[0064]圖13d是根據(jù)本公開內(nèi)容的第一實施例的與骨表面配合的圖13c的旋轉(zhuǎn)引導件的立體圖；
[0065]圖13e是根據(jù)本公開內(nèi)容的第二實施例的旋轉(zhuǎn)引導件和定型板的立體圖；
[0066]圖13f是圖13e的旋轉(zhuǎn)引導件的仰視立體圖；
[0067]圖13g是接合到定型板的圖13e的旋轉(zhuǎn)引導件的俯視立體圖；
[0068]圖13h是圖13g的旋轉(zhuǎn)引導件和定型板的仰視立體圖；
[0069]圖14a是根據(jù)本公開內(nèi)容的切割槽件的俯視立體圖；
[0070]圖14b是圖14a的切割槽件的正視圖；
[0071]圖14c是圖14a的切割槽件的立體圖；
[0072]圖14d是根據(jù)本公開內(nèi)容的插入到切割引導件內(nèi)的圖14a的切割槽件的立體圖；
[0073]圖14e是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的裝配銷的圖14d的切割槽件的立體圖；
[0074]圖14f是用于接納根據(jù)本公開內(nèi)容的沉降桿適配器的圖14e的切割槽件的立體圖；和
[0075]圖14g是帶有抗壓肋的放大視圖的根據(jù)本公開內(nèi)容的圖14d的切割槽件的的正視圖。

【具體實施方式】
[0076]參考圖la，現(xiàn)在描述在進行關(guān)節(jié)成形術(shù)比如膝關(guān)節(jié)置換術(shù)手術(shù)之前使用患者特異性器械(PSI)，更具體地利用患者特異性股骨和脛骨夾具，制備骨的方法100。雖然在這里關(guān)于全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)進行描述，但應(yīng)理解本方法100也適用于局部膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，或本領(lǐng)域內(nèi)那些技術(shù)人員已知的其它關(guān)節(jié)(articular joint)修復(fù)過程。還應(yīng)理解本方法100可適合用于修復(fù)其它關(guān)節(jié)，比如肘、肩、腰或髖。
[0077]本方法100的第一步驟102例證性地包括術(shù)前規(guī)劃，在此期間，在手術(shù)前，患者解剖學結(jié)構(gòu)的圖像數(shù)據(jù)可被獲得，例如當考慮的是全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)時，可獲得髖、膝、和踝區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)。該圖像數(shù)據(jù)可從使用磁共振成像(MRI)，計算機斷層掃描(CT)，超聲波技術(shù)，X-射線技術(shù)，光學相干層析成像或類似技術(shù)的掃描獲得。一旦得到了這些圖像，計算機軟件即建立患者的受傷膝關(guān)節(jié)的三維(3D)模型(步驟104)，該三維模型可被經(jīng)由適當?shù)耐ㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)比如國際互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至使用者。然后，使用者可利用計算機(未示出)看到該3D模型，用于規(guī)劃骨切割和假體部件在受傷關(guān)節(jié)區(qū)域處的放置(步驟106)。如果給定了患者的年齡、體重、性別和其它相關(guān)信息，該模型還使得使用者能夠確定最適合患者的假體的尺寸和形狀選項，例如，厚度、長度、寬度、或曲率。
[0078]除圖1a之外參考圖lb，一旦骨切割以及假體的選擇和放置已經(jīng)被使用者規(guī)劃好，使用者的計算機規(guī)劃程序可被用于制造患者特異性夾具(步驟108)。患者特異性夾具可使用夾具坯料模型作為進行機械加工過程的開始來制造(步驟112)。夾具坯料模型可由任何適當?shù)牟牧现瞥桑ǖ粌H限于聚合物、金屬、交聯(lián)聚合物、陶瓷和合金。在這種情況下，被選自坯料庫并且被適合于患者受傷關(guān)節(jié)的解剖學結(jié)構(gòu)的給定尺寸的夾具坯料模型，例如小尺寸、中尺寸、大尺寸，可被解構(gòu)。坯料模型的一些部分可利用布爾運算去除，以雕刻出患者特異性夾具的預(yù)期形狀(步驟114)。具有符合關(guān)節(jié)表面并且因此精確適合患者的解剖學結(jié)構(gòu)的表面的夾具可被獲得(步驟116)，假體被設(shè)計成配合到所述關(guān)節(jié)表面。
[0079]快速原型制造過程可進一步被用于制造患者特異性夾具。在本技術(shù)中，計算機軟件可以將要制造的目標的3D表征切分為多個不同的二維(2D)層。然后，3D打印機對通過本軟件切分出的每個層制作材料層。這些被制作的層一起構(gòu)成預(yù)期目標的原型。
[0080]在手術(shù)過程中，如此制造的夾具可被精確地適配到患者膝關(guān)節(jié)的骨、也就是股骨和脛骨、上的膝關(guān)節(jié)的受傷區(qū)域處，用于引導骨切割(步驟110)。以這種方式，使用者定制化的骨制備可被進行，如在前面使用者在計算機上所規(guī)劃的。具有最佳適配尺寸和形狀的置換假體的最優(yōu)放置可被實現(xiàn)。
[0081]參考圖2，用于關(guān)節(jié)成形術(shù)的PSI計算機輔助系統(tǒng)總體上用120表示。系統(tǒng)120在成像單元122處例證性地接收來自任何適當?shù)某上窦夹g(shù)比如MRI或CT的患者的髖、膝、和踝區(qū)域的圖像。成像技術(shù)設(shè)備(未示出)可以是系統(tǒng)120的一部分。然后，這些骨圖像被發(fā)送至處理器單元124，處理器單元124例證性地包括骨模型生成器126，規(guī)劃單元128，和PSI生成器130。處理器單元124具有處理器以運行應(yīng)用程序，所述應(yīng)用程序產(chǎn)生用于制造在關(guān)節(jié)成形術(shù)手術(shù)中使用的PSI，比如PSI脛骨夾具132、PSI股骨夾具134、PSI板136、和PSI旋轉(zhuǎn)引導件138，的PSI模型，下面將進一步討論。處理器單元124可以是任何適當?shù)挠嬎銠C或處理單元。用于接口，比如監(jiān)視器、屏幕、觸摸屏、鍵盤或鼠標，可以是處理器單元124的一部分，與PSI模型的建立的運算符相關(guān)。
[0082]骨模型生成器126例證性地被用于解析從成像單元122接收的骨圖像，以建立患者的受傷關(guān)節(jié)例如膝關(guān)節(jié)的3D模型。為此目的，輸入可由操作者經(jīng)由用戶接口提供，以確保在骨和組織之間以及在骨和軟骨之間的適度的充分分節(jié)(segmentat1n)，從而提高所產(chǎn)生的骨模型的準確性。
[0083]然后，規(guī)劃單元128可被用于可視化該骨模型并且用于規(guī)劃骨切割以及假體部件在受傷關(guān)節(jié)處的放置。最適合于患者的獨特解剖學結(jié)構(gòu)的假體尺寸和形狀也可以在規(guī)劃單元128處確定。根據(jù)所產(chǎn)生的骨模型和術(shù)前規(guī)劃，PSI生成器130可產(chǎn)生PSI模型，這些模型可被用于制造PSI脛骨夾具132、PSI股骨夾具134、PSI板136、和PSI旋轉(zhuǎn)引導件138中的至少一個，所述至少一個被適于放置在被切割的骨部分上，用于引導假體部件在該骨部分上的位置或旋轉(zhuǎn)。為此目的，患者特異性建?？杀挥糜谠O(shè)計PSI工具，例如PSI脛骨夾具132、PSI股骨夾具134、PSI板136、和PSI旋轉(zhuǎn)引導件138，以便每個PSI工具具有定位該工具的骨表面的復(fù)制體或以其它方式精確符合該骨表面。以這種方式，PSI工具配合式接觸該骨表面并且精確地適應(yīng)患者的解剖學結(jié)構(gòu)。PSI模型可以具有任何適當?shù)囊?guī)格，以允許制造PSI。例如，PSI模型可被格式化為數(shù)控(NC)機床文件、技術(shù)數(shù)據(jù)、圖像或數(shù)字模型坐寸ο
[0084]現(xiàn)在參考圖3和圖4，在將假體部件附接到遠側(cè)股骨表面上之前，首先可使用股骨夾具200來制備遠側(cè)股骨表面，在多數(shù)情況下用骨水泥制備。股骨夾具200例證性地包括骨接觸部分202，所述骨接觸部分202被適合于以與股骨204的關(guān)節(jié)表面206直接接觸的方式定位于患者的股骨204上。
[0085]股骨夾具200例證性地包括具有切割槽210的切槽部分208，切割槽210被形成于切槽部分208中并且適于接收用于執(zhí)行預(yù)先規(guī)劃的骨切割的鋸片(未示出)。當在手術(shù)過程中股骨夾具200位于股骨204上的位置而暴露其股骨的遠側(cè)端時，切槽部分208例證性地沿前后方向A延伸。以這種方式，當股骨夾具200在位時，狹槽210被鄰近位于股骨204下部的滑車溝212定位，典型地，股骨204的下部在膝關(guān)節(jié)處與患者脛骨(未示出)的上部配合。因此鋸片可被用于切割股骨204的下部。
[0086]股骨夾具200的骨接觸部分202還包括第一對栓釘214a和214b，當股骨夾具200在位時它們分別被定位成鄰近內(nèi)側(cè)和外側(cè)股骨髁216a和216b并且沿頭_尾方向B背離股骨204延伸。栓釘214a和214b分別具有細長的引導孔218a和218b，引導孔218a和218b延伸穿過栓釘214a和214b并且適于將手術(shù)鉆(未示出)的鉆頭接納于其內(nèi)。以這種方式，使用者可將細長孔(未示出)鉆到股骨204內(nèi)。因此，這樣機械加工的孔被適于將固定結(jié)構(gòu)比如銷、螺釘或類似構(gòu)件接納于其內(nèi)，以在股骨204被切割之前將股骨夾具200接合到股骨204。栓釘214a和214b沿內(nèi)外方向C的正確對準可進一步使用裝置比如切割引導件220進行驗證。為此目的，切割引導件220可被定位成鄰近栓釘214a和214b，并且栓釘214a和214b與設(shè)置于切割引導件220上的特征如222a，222b的正確對準可被驗證。特別是，孔徑218a和218b可被用作引導件，以在股骨204的遠側(cè)端上鉆孔，用于將切割引導件220定位于預(yù)先規(guī)劃的位置。用于將假體部件定位于預(yù)先規(guī)劃位置所需的任何切割可隨后進行。
[0087]股骨夾具200的骨接觸部分202還例證性地包括第二對栓釘224a和224b，當股骨夾具200在位時它們被定位成鄰近切槽部分208并且沿前后方向A背離股骨204延伸。栓釘224a和224b分別具有細長的引導孔(未示出)，這些引導孔延伸穿過栓釘224a和224b并且適于將固定結(jié)構(gòu)比如銷、螺釘或類似構(gòu)件接納于其內(nèi)，以在股骨204被切割之前將股骨夾具200進一步牢固地附接到股骨204。例證性地，固定結(jié)構(gòu)被首先插入栓釘224a和224b內(nèi)用于將股骨夾具200附接到股骨204，之后將固定結(jié)構(gòu)插入栓釘214a和214b內(nèi)用于使股骨夾具200進一步穩(wěn)定在位。
[0088]一旦股骨夾具200已經(jīng)被固定和穩(wěn)定，插入栓釘214a和214b內(nèi)的固定結(jié)構(gòu)可被移除，以使得能夠切割股骨204的遠端。在股骨204被切割之后，固定結(jié)構(gòu)可被插回到栓釘214a和214b內(nèi)，用于將標準的切骨模塊(未示出)附接到被切割骨。以這種方式，另外的切割操作，例如在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中要進行的五個股骨切割操作中的剩余切割操作可在股骨204上進行。
[0089]如從圖3和圖5中可以看到的，股骨夾具200的使用有利地使使用者，除具有滑車溝212的清晰視野之外，能夠具有改進的股骨204的外部視野。事實上，遠側(cè)間隙(參考圖4中的211a)被例證性形成在骨接觸部分202上切槽部分208與栓釘214a和214b之間的區(qū)域內(nèi)。間隙211a可被設(shè)計形狀和尺寸為符合滑車溝212的形狀和尺寸。骨接觸部分202的下表面213也可以被成形為接觸股骨204的減小了的表面。特別地，下表面213的形狀例證性地限定出內(nèi)側(cè)間隙211b和外側(cè)間隙(未示出)。內(nèi)側(cè)間隙211b和外側(cè)間隙提供使使用者能夠評估股骨夾具200與內(nèi)側(cè)和外側(cè)股骨髁216a和216b的遠側(cè)表面之間的接觸程度的觀察空間。類似地，遠側(cè)間隙211a使得能夠評估髁216a和216b的前部分上的表面(未示出)上的接觸。如圖5中所示，當股骨夾具200在位時，骨接觸部分202例證性地在內(nèi)側(cè)股骨髁接觸區(qū)域226a、外側(cè)股骨髁接觸區(qū)域226b、和前表面接觸區(qū)域228處與股骨204接觸。股骨髁接觸區(qū)域226a和226b分別被例證性地定位于內(nèi)側(cè)和外側(cè)股骨髁216a和216b的遠側(cè)部分上，同時前表面接觸區(qū)域228被定位于髁216a和216b的前部分上。在一個實施例中，前表面接觸區(qū)域228通過一凸部(未示出)限定，所示凸部被提供于股骨夾具200上并且在在手術(shù)過程中可觸及的外側(cè)股骨髁216b的側(cè)面(flank)上方以及在股骨204的內(nèi)側(cè)(未示出)上方延伸。接觸區(qū)域226a，226b和228的尺寸被例證性設(shè)計為與股骨204的尺寸成比例。滑車溝212的可視性進一步確保股骨夾具200被正確定位于股骨204上。
[0090]股骨夾具200和股骨204之間的接觸區(qū)域從一個患者到另一個患者可能不同，并且被示意出與骨尺寸成比例。再者，股骨夾具200被例證性地設(shè)計為使得，當股骨夾具200在位時，在可能存在軟骨或軟組織以及由骨關(guān)節(jié)炎引起的骨贅形成的地方不與股骨204的這些區(qū)域接觸。例如，在圖5中示出的實施例中，接觸區(qū)域226a和226b被定位于股骨204的關(guān)節(jié)表面上并且在可能存在骨贅的地方避開內(nèi)側(cè)緣和外側(cè)緣(未示出)。這最優(yōu)化了關(guān)節(jié)形成術(shù)過程的精確性并且改進了手術(shù)的結(jié)果。希望股骨夾具200與暴露股骨204的盡可能少的區(qū)域接觸，以降低將要進行的手術(shù)切割中的不精確性。
[0091]現(xiàn)在參考圖6和圖7，現(xiàn)在描述現(xiàn)有技術(shù)的脛骨夾具300。脛骨夾具300被構(gòu)造成精確適配在患者的脛骨304的關(guān)節(jié)表面302上。脛骨夾具300例證性地包括脛骨接觸部分306和一對附接臂308a和308b，所述附接臂308a和308b分別在它們的端部部分處形成平臺接觸部分310a和310b。當脛骨夾具300被置于脛骨304上然后暴露出脛骨的近側(cè)端時，脛骨接觸部分306被適于接觸脛骨304。因而，附接臂308a和308b沿前后方向A遠離脛骨304延伸，同時平臺接觸部分310a接觸內(nèi)側(cè)脛骨平臺312a的關(guān)節(jié)表面并且平臺接觸部分310b接觸外側(cè)脛骨平臺312b的關(guān)節(jié)表面。
[0092]脛骨夾具300還包括具有狹槽316的切槽部分314，狹槽316被構(gòu)造成將使用者用以進行預(yù)先規(guī)劃的骨切割的鋸片318接納于其中。當脛骨夾具300被置于脛骨304上時，切槽部分314被定位成鄰近脛骨304的上部，通常，脛骨304的上部在膝關(guān)節(jié)處與股骨204的下部配合。在此位置，狹槽316沿橫向平面延伸，并且鋸片318可被穿過狹槽316以切割脛骨304的上部。在多數(shù)情況下，脛骨304的被切割表面在冠狀平面中垂直于脛骨304的骨干軸線Y。狹槽316可進一步被機械加工到切槽部分314內(nèi)，以便在骨切割過程中鋸片318能夠很好地到達。
[0093]所述一對附接臂308a和308b可分別包括沿頭-尾方向B遠離脛骨304延伸的栓釘320a和320b。栓釘320a和320b分別具有細長的引導孔322a和322b，它們延伸穿過栓釘320a和320b并且被構(gòu)造成在其中接納用于向脛骨304內(nèi)鉆細長孔的手術(shù)鉆頭(未示出)。然后，這些機加工的孔被與設(shè)置在臨時脛骨定型板324中的孔配合，以確定假體脛骨托(未示出)的正確尺寸。定型板324上的孔被構(gòu)造用于將固定結(jié)構(gòu)比如銷、螺釘或類似件接納于其內(nèi)，以將定型板324牢固附接到脛骨304的被切割部分。為此目的，細長的引導孔322a和322b被設(shè)計間隔和尺寸成與被機加工到定型板324內(nèi)的孔326a和326b的間距和尺寸相匹配?？?22a和322b因而有助于設(shè)定定型板324在脛骨304的被切割部分上的位置和旋轉(zhuǎn)。隨著正確的定型板324被選擇并且被保持在位，近側(cè)脛骨可被進一步鉆孔和/或擴孔以容納假體脛骨托的支撐部件，比如莖桿。
[0094]第二對栓釘328a和328b例證性地從脛骨接觸部分306突伸并且當脛骨夾具300在位時沿前后方向A遠離脛骨304延伸。栓釘328a和328b分別具有細長的引導孔(未示出)，它們延伸穿過栓釘328a和328b并且被適于將裝置比如沉降桿(未示出)接納于其中，用于在脛骨切割后利用裝置、比如傳統(tǒng)的脛骨部件定型夾具和旋轉(zhuǎn)夾具來確認該切割相對于總體脛骨骨干軸線Y的正確旋轉(zhuǎn)和對準已經(jīng)實現(xiàn)。
[0095]參考圖8和圖9，現(xiàn)在描述根據(jù)示意性實施例的脛骨夾具400。脛骨夾具400例證性地包括一對附接臂402a和402b，它們分別具有表面接觸部分(未示出)以便臂402a，402b可分別與內(nèi)側(cè)脛骨平臺312a和外側(cè)脛骨平臺312b的關(guān)節(jié)表面404a和404b接觸。脛骨髁間隆起405的斜度可還被用于鎖定脛骨夾具400的內(nèi)-外位置以及旋轉(zhuǎn)。特別地，當脛骨夾具400在位時，附接臂402a和402b可接觸髁間隆起405的側(cè)面，從而為脛骨夾具400提供穩(wěn)定性。
[0096]脛骨夾具400還包括具有狹槽408的切槽部分406，狹槽408被適于將用于執(zhí)行脛骨304切割的鋸片(未示出)接納于其內(nèi)。脛骨接觸部分(未示出)被進一步鄰近切槽部分406提供，以與脛骨304在內(nèi)側(cè)和外側(cè)脛骨平臺312a和312b的鄰近脛骨粗隆411的區(qū)域410上接觸。當脛骨夾具400位于脛骨304上的位置時，切槽部分406示意性地鄰近脛骨304的上部，同時狹槽400平行于橫向平面。至少一個指示線412可被進一步提供于切槽部分406上鄰近附接臂402a。指示線412可使用患者特異性建模而定位于夾具400上。指示線412與脛骨粗隆411的對準可被用于確認脛骨夾具400被定位在相對于脛骨304的預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度處。在一個實施例中，第一和第二指示如412可分別被提供于前側(cè)和遠側(cè)切槽部分406上，以表示與前后方向A的對準。切割槽件指示面(未示出)也可被提供于切槽部分406的內(nèi)側(cè)上，以表示與一平面的對準，預(yù)先規(guī)劃的骨切割被沿該平面進行。
[0097]雖然脛骨夾具400和脛骨304之間的接觸區(qū)域從一個或者到下一個患者可能不同，但附接臂402a和402b的下表面(未示出)被例證性地設(shè)計尺寸和/或形狀為使得脛骨夾具400不接觸在脛骨304的可能存在半月板的區(qū)域413上，從而避開保留在脛骨304上進而隨后被暴露出來的任何軟組織。例如，臂402a，402b可被提供有弓形-外翻(varus-valgus)形狀。而且，脛骨接觸部分被例證性地設(shè)計尺寸和/或形狀以避開可能存在于脛骨304的前面近側(cè)脊部(未示出)上的骨贅。
[0098]脛骨接觸部分例證性地具有形成于其中的一對栓釘414a和414b，當脛骨夾具400在位時，栓釘414a和414b沿前后方向A遠離脛骨接觸部分突伸。細長的引導孔(未示出)可被機加工到栓釘414a和414b內(nèi)，用于接收用來將脛骨夾具400固定到脛骨304的固定結(jié)構(gòu)。如果，在使用鋸片切割脛骨304之后，確定骨的切割量不足，則標準的切骨模塊(未示出)可被固定到栓釘414a和414b用來進行附加的骨切割。具有與區(qū)域413的形狀和尺寸相符的形狀和尺寸的間隙(未示出)也可形成于脛骨接觸部分中來確保其不與脛骨304的區(qū)域413接觸。
[0099]圖1Oa至1b和圖1 Ia至I Ic示意了股骨夾具200和脛骨夾具400的可選實施例。圖1Oa和圖1Ob示意了在圖3和4中示出的股骨夾具200的可選實施例500。在本實施例中，股骨夾具500包括骨接觸部分502，其被適于以與股骨204的關(guān)節(jié)表面206直接接觸的方式定位于患者的股骨204上，所述關(guān)節(jié)表面例如通過患者特異性制造技術(shù)制造。骨接觸部分502還包括第一對栓釘504a和504b，當股骨夾具500在位時它們分別被鄰近內(nèi)側(cè)和外側(cè)股骨髁(未示出)定位并且沿頭-尾方向(參考圖3中的B)遠離股骨204延伸。栓釘504a和504b分別具有細長的引導孔(未示出)，它們延伸穿過栓釘504a和504b并且被適于將手術(shù)鉆(未示出)的鉆頭接納于其中。
[0100]骨接觸部分502還包括第二對栓釘506a和506b，當股骨夾具500在位時栓釘506a和506b沿前后方向(參考圖3中的A)遠離股骨204延伸。栓釘506a和506b分別具有細長的引導孔(未示出)，它們延伸穿過栓釘506a和506b并且被適于將固定結(jié)構(gòu)比如銷、螺釘或類似件接納于其中，以在股骨204切割之前將股骨夾具500牢固附接到股骨204。
[0101]間隙508可被形成于骨接觸部分502中栓釘506a和506b與栓釘504a和504b之間的區(qū)域中。骨接觸部分502的下表面510也可被成形為接觸股骨204的被減小的表面。
[0102]股骨夾具500還包括用于表示將要在股骨204上進行的骨切割的預(yù)期位置的指示線511。股骨夾具500可還包括被提供于栓釘504a和504b之間的機械軸線指示針512。指示針512例證性地提供了關(guān)于股骨夾具500是否被正確定位于股骨204上的指示。特別地，如果指示針512指向股骨的機械軸線(未示出)，則實現(xiàn)了正確定位，該機械軸線被在術(shù)前規(guī)劃階段定義。一對經(jīng)股骨上媒(transepicondylar)指示線514a和514b可進一步被提供于骨接觸部分502上分別鄰近栓釘504a和504b。指示線514a和514b例證性地背離骨接觸部分502突伸以與外側(cè)和內(nèi)側(cè)上髁(未示出)對準。
[0103]圖1la和圖1lb示意了圖8中示出的脛骨夾具400的可選實施例600。在本實施例中，脛骨夾具600包括一對附接臂602a和602b，它們分別具有表面接觸部分(未示出)以便臂602a，602b可分別與內(nèi)側(cè)脛骨平臺312a和外側(cè)脛骨平臺312b的關(guān)節(jié)表面(未示出)接觸。脛骨接觸部分604被鄰近脛骨304的上部定位并且包括適于接納固定結(jié)構(gòu)以將脛骨夾具600固定到脛骨304的細長的引導孔606a和606b。指示線608可進一步被提供于脛骨夾具600上鄰近脛骨接觸部分604。脛骨夾具600相對于脛骨304的正確定位可通過指示線608與脛骨粗隆(未示出)的對準來確認?；颊咛禺愋越？杀挥糜诖_定指示線511，514a，514b，和指示針512在股骨夾具500上的位置以及指示線608在脛骨夾具600上的位置。
[0104]股骨夾具200，500和脛骨夾具400，600的使用有利地減小了誤差并且與傳統(tǒng)的機械夾具相比能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的假體放置。另外，在手術(shù)過程中更少的器械需要進行消毒使用。例如，患者特異性夾具如200，400，500，或600的使用排除了在關(guān)節(jié)形成術(shù)過程中使桿穿過骨的髓內(nèi)管的需要。這降低了手術(shù)期間的脂肪栓塞綜合征風險。而且，使用患者特異性夾具如200，400，500，或600還允許在患者的身體上制造較小的切口，從而便于微創(chuàng)手術(shù)的完成并且允許假體更快速地將患者的關(guān)節(jié)修復(fù)到大致變壞前的狀態(tài)。
[0105]現(xiàn)在參考圖12，患者特異性板700可布置于脛骨304的被切割部分上，用于引導定型板如324在被切割的骨區(qū)域上的位置和/或旋轉(zhuǎn)。為此目的，板700的輪廓702可被設(shè)計為緊密遵循脛骨切口的輪廓?？紫度?04a和704b可進一步被機加工到板700內(nèi)，用于指示使用者有關(guān)孔應(yīng)該被鉆到脛骨304上的什么位置，以接納定型板324的固定結(jié)構(gòu)，從而將定型板324附接到脛骨304。
[0106]為了確保脛骨托(未示出)到脛骨304的被切割部分上的正確安裝以及相對應(yīng)地假體的正確定位，脛骨托的外形或輪廓706可被蝕刻或以其它方式限定到板700的上表面708上。此輪廓706可作為使用者的術(shù)前規(guī)劃的結(jié)果而被獲得，在術(shù)前規(guī)劃期間，最適合于患者解剖學結(jié)構(gòu)的假體的尺寸和形狀被選擇。另外，大致平行于前后方向A的第一軸線710和大致平行于內(nèi)外方向C的第二軸線712可被機加工在板700的表面708上。以這種方式，在將脛骨托放置于脛骨304的被切割表面上的同時，使用者可以驗證脛骨托相對于軸線710和712的正確對準，從而確保假體的正確定位。應(yīng)理解附加的對準特征以及其它指示，比如假體部件的尺寸和型號，也可被顯示在表面708上。
[0107]參考圖13a至13d，患者特異性旋轉(zhuǎn)引導件800可被用作患者特異性板700的可替代件，用于確保定型板324在脛骨(未示出)的被切割部分上的正確定位和旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)引導件800例證性地包括用于將旋轉(zhuǎn)引導件800接合到定型板324的托附接件802。旋轉(zhuǎn)引導件800可還包括骨接觸構(gòu)件804，用于接觸將和定型板324相配合的骨，所述骨接觸構(gòu)件804利用骨成像通過患者特異性制造形成。雖然脛骨定型板324被示出為用于示意目的，但應(yīng)理解旋轉(zhuǎn)引導件800可被適于用在除脛骨之外的骨上，例如用在股骨(未示出)的遠側(cè)部分上。還應(yīng)理解旋轉(zhuǎn)引導件800可與各種夾具類型一起使用以及用于修復(fù)除膝之外的各種關(guān)節(jié)。
[0108]托附接件802可使用適當?shù)母浇友b置(未示出)接合到定型板324。例如，托附接件802可被夾在板柄部806上，板柄部806被接合到定型板324。應(yīng)理解將旋轉(zhuǎn)引導件800的托附接件802接合到定型板324的其它裝置可應(yīng)用。
[0109]如圖13c和圖13d中所示，骨接觸構(gòu)件804可包括PSI骨接觸表面808，其被適于配合將定位定型板324的骨的對應(yīng)骨表面810。骨接觸構(gòu)件804被設(shè)計為使得骨接觸表面808精確匹配骨表面810的幾何形狀。為此目的，骨接觸構(gòu)件804，并且更具體為骨接觸表面808，可由在術(shù)前規(guī)劃過程中獲得的患者解剖學結(jié)構(gòu)的圖像數(shù)據(jù)而制造，如上所討論的。以這種方式，定型板324相對于骨表面810的精確定位可以實現(xiàn)。
[0110]參考圖13e至13h，現(xiàn)在描述根據(jù)另一實施例的患者特異性旋轉(zhuǎn)引導件812。旋轉(zhuǎn)引導件812包括被配置用于將旋轉(zhuǎn)引導件812固定到工具比如骨定型板324的工具附接件814。旋轉(zhuǎn)引導件812還包括骨附接件816，其具有被配置用于接觸與工具相配合的骨(未示出)的配合表面(未示出)。該配合表面被例證性地成形為符合與骨附接件816相配合的骨表面的形狀。
[0111]在一個實施例中，工具附接件814具有符合工具的周圍部(未示出)的輪廓(未示出)。工具附接件814還具有適于與工具相配合的下表面818。為此目的，下表面818的內(nèi)輪廓820被配置成符合工具的形狀。以這種方式，當旋轉(zhuǎn)引導件812被固定于工具上時，旋轉(zhuǎn)引導件812可被相對于工具固持在位。下表面818被進一步提供有使得旋轉(zhuǎn)引導件812能夠附接到工具的附接裝置822，比如夾緊裝置。在一個實施例中，附接裝置822包括允許旋轉(zhuǎn)引導件812被夾緊到工具的第一和第二夾緊構(gòu)件。應(yīng)理解任何其它適當?shù)母浇友b置可被提供。
[0112]旋轉(zhuǎn)引導件812的上表面824被例證性地提供有一個或多個對準元件如826a，826b，826c，826d和826e，用于確認所述術(shù)前規(guī)劃在手術(shù)進行時發(fā)生。對準元件如826a，826b，826c，826d和826e可進一步用于引導工具在被切割的骨表面上的正確定位。特別地，對準元件826a可以是形成于上表面824上的前后線并且表示骨的前后方向。對準元件826b可以是形成于上表面824上的內(nèi)外線并且表不骨的內(nèi)外方向。對準兀件826c可以表示骨的機械軸線的方向。應(yīng)理解其它解剖學方向可適用。對準元件如826d可包括適于與形成在工具例如骨定型板324中的孔隙如828協(xié)作的開口。特別地，當旋轉(zhuǎn)引導件812被接合到板324時，對準元件826d可被與孔隙828對準，以使得固定結(jié)構(gòu)(未示出)能夠被接納在孔隙828中用于將板324固定到被切割的表面上。對準元件826e可包括形成在工具附接件814上的切口并且被適于與工具例如骨定型板324的孔隙如830協(xié)作。當旋轉(zhuǎn)引導件812被接合到板324時，對準元件826e也可以與孔隙830對準，以使得固定結(jié)構(gòu)比如螺釘或類似件能夠被接納在孔隙830內(nèi)。
[0113]圖14a，圖14b和圖14c顯示并且示意了與上述脛骨和脛骨夾具中的至少一個一起使用的切割槽件900的實施例。應(yīng)理解脛骨和股骨夾具可包括或可不包括這種切割槽件900，并且切割槽件900可與非PSI工具一起使用。另外，切割槽件900可被提供為一次性工具，以與一次性器械比如一次性切割引導件一起使用。
[0114]切割槽件900例證性地包括第一構(gòu)件902和第二構(gòu)件904，它們分別包括相反的端部如9061;9062。每一個構(gòu)件，例如構(gòu)件902，在其端部例如端部^ei被提供有附接裝置，例如附接裝置908i，所述附接裝置被適于與設(shè)置于另一個構(gòu)件的端部例如端部9062的對應(yīng)附接裝置例如附接裝置9082 —起使用。當?shù)谝缓偷诙?gòu)件902，904相互附接時，在它們之間限定出間隔910，間隔910適于將用于執(zhí)行預(yù)先計劃的骨切割的鋸片(未示出)接納于其中。在圖示實施例中，附接裝置9081;9082被適于卡扣安裝到一起。應(yīng)理解其它附接裝置配置也可以應(yīng)用。還應(yīng)理解附接裝置9081; 9082可被提供在每個構(gòu)件902，904的端部9061;9062的單一端部上，而不是提供于兩端9061;9062。
[0115]切割槽件900例證性地是金屬的并且構(gòu)件902，904可由沖壓的金屬片制成。應(yīng)理解各種制造工藝可被用于切割槽件900。例如，構(gòu)件902，904可被機加工、形成或類似制造。而且，與所使用的制造工藝無關(guān)，希望切割槽件900具有沿其長度的基本上恒定的寬度。
[0116]現(xiàn)在參考圖14d，圖14e和圖14f，切割槽件900可被插入外殼912比如切割引導件外殼內(nèi)。外殼912可由塑料或任何其它適當?shù)牟牧现瞥?。切割槽?00可被壓配合到機加工至外殼912內(nèi)的細長開口 913內(nèi)。為此目的，第一和第二構(gòu)件(參考圖14a的902，904)可被成形為適合開口 913的尺寸。唇部914可進一步被形成在第一和第二構(gòu)件902，904中的每一個中，以引導并且因而便于鋸片插入到間隔(參考圖14b中的910)內(nèi)。然后裝配銷915可被用于將切割槽件900固持在外殼912內(nèi)。外殼912可進一步包括用于將襯套917(參考圖14f)接納于其內(nèi)的多個孔隙如916以及用于沉降桿適配器919 (參考圖Hf)的容座918。在一個實施例中，襯套917被壓配合到塑料內(nèi)。襯套可被適于容納手術(shù)鉆引導件的鉆頭(未示出)并且可被用于阻擋由于鉆削過程而產(chǎn)生的剩余塑料刮屑或其它碎屑。襯套917也可被用于在切割過程中將切割槽件900固定在骨上。特別地，鎖定襯套(未示出)可被提供以穩(wěn)定切割槽件900，并且因此穩(wěn)定與切割槽件900相連接的脛骨或股骨夾具，在切割過程中。如此，切割槽件900相對于骨的精準定位可得以實現(xiàn)。
[0117]如在圖14f中可看到，沉降桿適配器91可被與兩個前內(nèi)側(cè)襯套917對準，用于在內(nèi)外方向上精確地定位沉降桿適配器919以及確保沉降桿適配器919相對于切割槽件900的正確旋轉(zhuǎn)。沉降桿適配器919可進一步通過設(shè)置于其上的球柱塞(未示出)進行穩(wěn)定。當沉降桿適配器919被插入容座918內(nèi)時，球柱塞可被固持在形成于容座918中的孔隙(未示出)內(nèi)。沉降桿919可進一步被提供有適于與襯套917協(xié)作以接收銷如921的孔隙。然后在沉降桿適配器919被相對于切割槽件900放置的同時可進行銷連接。
[0118]參考圖14g，為了提供切割槽件900相對于外殼912的定位的準確性和穩(wěn)定性，夕卜殼912例證性地具有形成于其中的一對內(nèi)抗壓肋920a和一對外抗壓肋920b。應(yīng)理解任何其它適當數(shù)目的抗壓肋920a，920b可被使用?？箟豪?20a和920b確保切割槽件900是穩(wěn)定的以及解決金屬切割槽件900和塑料外殼912之間的公差變化。
[0119]內(nèi)抗壓肋920a被例證性地與第二構(gòu)件904的下表面(未示出)相鄰定位。外抗壓肋920b分別定位成鄰近第一構(gòu)件902的邊緣(參考圖14a中的906^和第二構(gòu)件902的邊緣(參考圖14a中的9062)。其它適當?shù)呐渲每蓱?yīng)用?？箟豪?20a和920b可由有彈性的或其它適當?shù)牟牧媳热缢芰现瞥?，以允許切割槽件900被壓配合到外殼912內(nèi)。特別地，每個抗壓肋920a或920b例證性地包括固定到外殼912的基部(未示出)和背離基部延伸并且延伸到形成在外殼912中的開口(參考圖14d中的913)內(nèi)的可變形部分(未示出)。當切割槽件900被插入開口 913內(nèi)時，切割槽件900與抗壓肋920a和920b的可變形部分接觸。然后，由于在插入過程中被切割槽件900施加的壓力的作用，可變形部分被擠壓、彎曲或以其它方式變形或偏轉(zhuǎn)。因而，切割槽件900被牢固固持在開口 913內(nèi)。
[0120]如上所述的本發(fā)明的實施例意于是示例性的。本領(lǐng)域內(nèi)的那些技術(shù)人員將意識到前述的描述僅僅是說明性的，并且在不偏離本發(fā)明的實質(zhì)的情況下各種可選配置和修改可被設(shè)計出來。因此，本發(fā)明意于包含落在附屬權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有這些可選的配置、修改和變異。
【權(quán)利要求】
1.一種患者特異性旋轉(zhuǎn)引導件，用于在關(guān)節(jié)修復(fù)手術(shù)中引導工具在骨的被切割表面上的定位，所述旋轉(zhuǎn)引導件包括: 本體，所述本體包括: 適于固定到所述工具的工具附接件；和 具有骨接觸表面的骨接觸構(gòu)件，所述骨接觸表面被利用患者特異性建模成形為符合所述骨的關(guān)節(jié)表面的形狀，從而當所述工具被定位于所述被切割表面上時配合式接觸所述關(guān)節(jié)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的患者特異性旋轉(zhuǎn)引導件，其中，所述工具附接件具有符合所述工具的形狀的內(nèi)輪廓，用于當工具附接件被固定到工具時將工具附接件固持在位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的患者特異性旋轉(zhuǎn)引導件，其中，所述工具附接件具有符合工具的周圍部的外輪廓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的患者特異性旋轉(zhuǎn)引導件，其中，所述工具附接件包括將工具附接件固定到工具的至少一個附接裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的患者特異性旋轉(zhuǎn)引導件，其中，所述本體包括利用患者特異性建模而定位于本體上的至少一個對準元件，用于引導所述工具在所述骨的被切割表面上的定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的患者特異性旋轉(zhuǎn)引導件，其中，所述至少一個對準元件表示所述骨的至少一個解剖學方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的患者特異性旋轉(zhuǎn)引導件，其中，所述至少一個對準元件表示所述骨的機械軸線、內(nèi)外方向、和前后方向中的至少一個。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的患者特異性旋轉(zhuǎn)引導件，其中，所述工具具有形成于其中的至少一個孔隙，并且所述至少一個對準元件包括適于當工具附接件被固定到工具時與所述至少一個孔隙協(xié)作的至少一個開口，相協(xié)作的至少一個孔隙和至少一個開口適于將至少一個固定結(jié)構(gòu)接納于其中以將工具固定到所述被切割表面。
9.一種用于在關(guān)節(jié)修復(fù)過程中制備骨的關(guān)節(jié)表面的患者特異性夾具，所述患者特異性夾具包括: 具有配合表面的至少一個骨接觸構(gòu)件，所述配合表面被利用患者特異性建模成形為符合關(guān)節(jié)表面的形狀，所述配合表面被適于配合式接觸所述關(guān)節(jié)表面的一部分；和 鄰近所述至少一個骨接觸構(gòu)件的切割引導件，其被適于將用于切割所述關(guān)節(jié)表面的鋸片接納于其中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的患者特異性夾具，其中，所述至少一個骨接觸構(gòu)件具有形成于其中的至少一個間隙，所述至少一個間隙被成形為符合所述關(guān)節(jié)表面的至少一個被選區(qū)域的形狀，用于防止所述配合表面和所述至少一個被選區(qū)域之間接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的患者特異性夾具，其中，所述至少一個間隙被成形為用于防止所述配合表面與軟骨、軟組織、骨贅、和半月板中的至少一個之間接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一所述的患者特異性夾具，其中，所述至少一個骨接觸構(gòu)件的配合表面被適于配合式接觸外側(cè)股骨髁的遠側(cè)表面、內(nèi)側(cè)股骨髁的遠側(cè)表面、外側(cè)股骨髁的前表面、和內(nèi)側(cè)股骨髁的前表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一所述的患者特異性夾具，其中，所述至少一個骨接觸構(gòu)件的配合表面被適于配合式接觸外側(cè)脛骨平臺的近側(cè)表面、內(nèi)側(cè)脛骨平臺的近側(cè)表面、和前近側(cè)脛骨表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的患者特異性夾具，其中，所述至少一個骨接觸構(gòu)件的配合表面被成形為符合脛骨髁間隆起的形狀，用于當所述配合表面配合式接觸所述關(guān)節(jié)表面時固定所述夾具相對于所述骨的內(nèi)-外位置和旋轉(zhuǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14中任一所述的患者特異性夾具，其中，所述至少一個骨接觸構(gòu)件的配合表面具有第一尺寸，所述第一尺寸與所述骨的第二尺寸成比例。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一所述的患者特異性夾具，其中，所述至少一個骨接觸構(gòu)件包括利用患者特異性建模被定義在所述至少一個骨接觸構(gòu)件上的至少一個對準元件，用于引導夾具在所述骨的被切割表面上的定位。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的患者特異性夾具，其中，所述至少一個對準元件表示所述骨的至少一個解剖學方向。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的患者特異性夾具，其中，所述至少一個對準元件表示所述骨的前后方向和所述骨的機械軸線中的至少一個。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的患者特異性夾具，其中，所述至少一個對準元件表示一平面，所述關(guān)節(jié)表面將沿所述平面進行切割。
20.根據(jù)權(quán)利要求9至19中任一所述的患者特異性夾具，其中，所述切割引導件包括用于接納一插件的開口，所述插件包括第一構(gòu)件和第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件被接合到第一構(gòu)件并且與所述第一構(gòu)件間隔開以限定出適于接納鋸片的孔隙。
21.一種用于在關(guān)節(jié)修復(fù)過程中切割關(guān)節(jié)骨表面時使用的切割槽件，所述切割槽件包括: 外殼，其被適于鄰近所述關(guān)節(jié)骨表面定位，所述外殼具有限定于其中的開口 ；和 插件，其被適于安裝到所述開口內(nèi)，所述插件具有限定于其中的孔隙，所述孔隙被構(gòu)造成為接納用于切割所述關(guān)節(jié)骨表面的鋸片。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的切割槽件，其中，所述插件包括第一構(gòu)件和接合到第一構(gòu)件的第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件被與所述第一構(gòu)件間隔開以限定出所述孔隙。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的切割槽件，其中，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件分別具有第一端和與第一端相反的第二端，并且分別被提供有位于第一端的第一附接裝置和位于第二端的第二附接裝置，所述第一構(gòu)件的第一附接裝置被適于與所述第二構(gòu)件的第一附接裝置協(xié)作，并且所述第一構(gòu)件的第二附接裝置被適于與所述第二構(gòu)件的第二附接裝置以將第一構(gòu)件接合到第二構(gòu)件。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的切割槽件，其中，所述外殼包括用于固定所述插件在所述開口內(nèi)的位置的至少一個抗壓肋，所述至少一個抗壓肋被適于響應(yīng)于在插件被安裝到開口內(nèi)時施加于所述抗壓肋上的壓力而彈性變形。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的切割槽件，其中，所述外殼包括第一、第二、第三、和第四抗壓肋，隨著所述插件被安裝到所述開口內(nèi)，所述第一抗壓肋被鄰近所述第一構(gòu)件的第一端定位，所述第二抗壓肋被鄰近所述第二構(gòu)件的第一端定位，并且所述第三和第四抗壓肋被鄰近所述第二構(gòu)件的下表面定位。
26.據(jù)權(quán)利要求21至25中任一所述的切割槽件，其中，所述外殼具有形成于其中的至少一個開口，所述至少一個開口被適于將用于向所述關(guān)節(jié)骨表面內(nèi)鉆至少一個孔的鉆頭接納于其中，所述至少一個孔被適于接納至少一個固定結(jié)構(gòu)以將所述切割槽件固定到所述關(guān)節(jié)骨表面。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的切割槽件，其中，所述切割槽件還包括適于被接納在所述至少一個開口中的至少一個襯套，所述至少一個襯套被配置用于將鉆頭容納于其中并且阻擋由于所述至少一個孔的鉆削而產(chǎn)生的殘余碎屑。
28.根據(jù)權(quán)利要求21至27中任一所述的切割槽件，其中，所述插件具有沿其長度基本上恒定的寬度。
29.根據(jù)權(quán)利要求22至28中任一所述的切割槽件，其中，所述第一和第二構(gòu)件由被沖壓的金屬片制成。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的切割槽件，其中，所述外殼由塑料材料制成。
31.一種由于在關(guān)節(jié)修復(fù)過程中制備骨的被切割表面以將假體部件接納于該表面上的患者特異性板，所述患者特異性板包括: 本體，其被利用患者特異性建模成形并且具有與所述被切割表面的周圍部相符的輪廓，所述本體包括: 骨接觸面，其被適于定位在所述被切割表面上，和 與所述骨接觸面相反的假體接納面，所述假體接納面包括至少一個對準元件，所述至少一個對準元件被利用患者特異性建模限定，用于引導所述假體部件在所述假體接納面上的定位。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的患者特異性板，其中，所述假體接納面具有在其上規(guī)定出的所述假體部件的輪廓。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或權(quán)利要求32所述的患者特異性板，其中，所述至少一個引導元件表示骨的至少一個解剖學方向，用于引導所述假體部件相對于所述至少一個解剖學方向的定位。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的患者特異性板，其中，所述至少一個引導元件表示所述骨的內(nèi)外方向和前后方向中的至少一個。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的患者特異性板，其中，所述至少一個引導元件包括至少一個孔隙，所述至少一個孔隙表示在所述被切割表面上鉆削至少一個孔的至少一個部位，所述至少一個孔被適于將至少一個固定結(jié)構(gòu)接納于其內(nèi)，以將在關(guān)節(jié)修復(fù)過程中使用的工具固定于所述被切割表面上。
36.一種制造在關(guān)節(jié)修復(fù)過程中制備骨的關(guān)節(jié)表面時使用的患者特異性夾具的方法，所述方法包括: 獲取所述骨的圖像數(shù)據(jù)； 利用所獲取的圖像數(shù)據(jù)生成所述骨的三維模型； 提供夾具坯料模型；和 應(yīng)用布爾操作以從所述夾具坯料模型去除材料，從而解構(gòu)所述夾具坯料模型，被解構(gòu)的夾具坯料模型的形狀符合所述骨的三維模型的形狀。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中，應(yīng)用布爾運算使所述被解構(gòu)的夾具坯料模型具有與所述骨的所述關(guān)節(jié)表面相符的至少一個骨接觸表面，所述至少一個骨接觸表面被適于定位在所述關(guān)節(jié)表面上。
【文檔編號】A61B17/56GK104379074SQ201380027038
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月24日
【發(fā)明者】P·卡頓爾, T·T·源, A·J·諾羅爾, J-S·梅蕾特, J-G·阿比旺, A·理查德 申請人:捷邁有限公司