用于膝關(guān)節(jié)的小輪廓患者特定切削塊的制作方法
【專利摘要】用于膝部的小輪廓患者特定切削塊包括多個(gè)骨頭分界部分和切槽。多個(gè)骨頭分界部分構(gòu)造成覆蓋骨頭的端部的部分。骨頭分界部分各具有表面，大致為骨頭分界部分覆蓋的骨頭的部分的反面。骨頭分界部分彼此成角度地偏移，使得骨頭分界部分的第一部分覆蓋骨頭的前面部分并且骨頭分界部分的第二部分覆蓋大致垂直于骨頭的前面部分的骨頭的部分。切槽相對(duì)于骨頭分界部分定向在固定位置，使得切槽以固定角度并且以固定深度從骨頭分界部分引導(dǎo)切削工具。
【專利說(shuō)明】用于膝關(guān)節(jié)的小輪廓患者特定切削塊
[0001]本申請(qǐng)是于2009年3月3日提交的PCT申請(qǐng)(國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?00980108374.2，發(fā)明名稱“用于膝關(guān)節(jié)的小輪廓患者特定切削塊”)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明大體涉及用于在膝關(guān)節(jié)處的骨頭切除的切削塊(cutting block)，更具體地涉及為患者的特定骨頭和軟骨設(shè)計(jì)的并且進(jìn)一步構(gòu)造成外科醫(yī)生的優(yōu)先選擇的切削塊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]正是考慮到上述的涉及本領(lǐng)域的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了本發(fā)明。
[0004]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，用于膝部的小輪廓(low profile)患者特定切削塊包括多個(gè)骨頭分界部分和切槽。多個(gè)骨頭分界部分構(gòu)造成覆蓋骨頭的端部的部分。骨頭分界部分各具有表面，大致為骨頭分界部分覆蓋的骨頭的部分的反面(negative)。骨頭分界部分彼此成角度地偏移，使得骨頭分界部分的第一部分覆蓋骨頭的前面部分并且骨頭分界部分的第二部分覆蓋大致垂直于骨頭的前面部分的骨頭的部分。切槽相對(duì)于骨頭分界部分定向在固定位置，使得切槽以固定角度并且以固定深度從骨頭分界部分引導(dǎo)切削工具。
[0005]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，小輪廓患者特定切削塊是股骨切削塊。該切削塊進(jìn)一步包括具有厚度的凸起部和延伸穿過(guò)凸起部的開(kāi)孔。開(kāi)孔具有直徑。凸起部構(gòu)造成將銷(xiāo)引導(dǎo)穿過(guò)凸起部。凸起部的厚度大于開(kāi)孔的直徑。
[0006]在又一個(gè)實(shí)施例中，骨頭分界部分在小輪廓患者特定切削塊的前面部分中大致定向在小輪廓患者特定切削塊的中間，并且內(nèi)側(cè)地和外側(cè)地定向在小輪廓患者特定切削塊的后面部分處。
[0007]可選地，小輪廓患者特定切削塊是脛骨切削塊，切槽相對(duì)于脛骨偏移和居于內(nèi)側(cè)。
[0008]另一個(gè)實(shí)施例包括從患者特定切削塊的中間部分向后外側(cè)延伸的槳狀件(paddle)。該槳狀件具有在前面定向在小輪廓患者特定切削塊上的提升部分，使得槳狀件在前面的近端表面上不接觸脛骨，而在后面的近端表面上接觸脛骨。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步特征、方面和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作在下文中參考附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]包括在說(shuō)明書(shū)中并且形成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例并且和說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
圖1是具有股骨患者特定切削塊和脛骨患者特定切削塊的膝關(guān)節(jié)的視圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的方面的股骨患者特定切削塊的前視圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的方面的股骨患者特定切削塊的近端的后視圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的方面的脛骨患者特定切削塊的前視圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的方面的脛骨患者特定切削塊的遠(yuǎn)端的后視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]參看附圖，其中同樣的附圖標(biāo)記指示同樣的元件，圖1示出具有股骨患者特定切削塊10和脛骨患者特定切削塊14的膝關(guān)節(jié)的視圖。股骨患者特定切削塊10附連到股骨12。脛骨患者特定切削塊14附連到脛骨16。患者特定切削塊10和14構(gòu)造成接合在股骨12和脛骨16上的骨頭和軟骨的部分以在患者特定切削塊內(nèi)對(duì)準(zhǔn)切削表面，以便可形成遠(yuǎn)端切口(在股骨上)和近端切口(在脛骨上)，而不使用髓內(nèi)導(dǎo)引件或髓外導(dǎo)引件。
[0012]股骨患者特定切削塊10包括前面的股骨部分20、內(nèi)側(cè)的股骨槳狀件22以及外側(cè)的股骨槳狀件24。這些部分分別覆蓋股骨12的前面、內(nèi)側(cè)髁以及外側(cè)髁的部分。因?yàn)椴糠?0,22和24僅覆蓋股骨12的部分而不是股骨12的端部的整體符合性覆蓋，所以患者特定切削塊10可在內(nèi)側(cè)-外側(cè)方向和前面-后面方向上具有更小的輪廓。
[0013]銷(xiāo)孔40和48、導(dǎo)引凸起部42、機(jī)械軸線標(biāo)記44以及股骨切槽46定向在股骨患者特定切削塊10的外表面上。銷(xiāo)孔40和48定向?yàn)閷⑶邢鲏K10釘在股骨12上。導(dǎo)引凸起部42定向以便設(shè)置銷(xiāo)，用于為植入物準(zhǔn)備股骨12所必需的其它盒子切口。
[0014]銷(xiāo)孔40和48定向在患者特定切削塊10的前面上。銷(xiāo)孔40和48可具有凸起部(如參考銷(xiāo)孔40所示)或者可與表面齊平(如銷(xiāo)孔48所示)。凸起部可用于引導(dǎo)銷(xiāo)例如遠(yuǎn)離骨頭的邊緣?；颊咛囟ㄇ邢鲏K10的小輪廓將允許銷(xiāo)孔沒(méi)有凸起部，以允許銷(xiāo)在大范圍的角度方向上延伸。通過(guò)延伸凸起部達(dá)大于穿過(guò)凸起部的開(kāi)孔的直徑的厚度，凸起部可通過(guò)增加穿過(guò)患者特定切削塊10的導(dǎo)引件而對(duì)銷(xiāo)進(jìn)行定向，以便當(dāng)它們受沖擊或鉆入骨頭時(shí)銷(xiāo)被引導(dǎo)。
[0015]機(jī)械軸線標(biāo)記44沿股骨12的機(jī)械軸線定向。相對(duì)于解剖結(jié)構(gòu)定向并且由外科醫(yī)生限定的切槽46引導(dǎo)用于植入件的遠(yuǎn)端切口。如將在下文中所描述的，患者的MR和X射線用于將機(jī)械軸線標(biāo)記44對(duì)準(zhǔn)至患者特定切削塊10。
[0016]除了 MR和X射線信息之外，外科醫(yī)生的優(yōu)先選擇用于將切槽46放置在患者特定切削塊10上。切槽46可相對(duì)于機(jī)械軸線以內(nèi)翻或外翻方位進(jìn)行定向(根據(jù)基于X射線數(shù)據(jù)的外科醫(yī)生優(yōu)先選擇)。屈曲間隙可通過(guò)調(diào)整切槽46相對(duì)于患者特定切削塊10的角度而調(diào)整。切除切口的深度也可由切槽46的布置確定并且從髁上的遠(yuǎn)端點(diǎn)確定。
[0017]根據(jù)MR數(shù)據(jù)、X射線數(shù)據(jù)和外科醫(yī)生優(yōu)先選擇，導(dǎo)引凸起部42也放置在患者特定切削塊10上。導(dǎo)引凸起部42可通過(guò)彼此相對(duì)地調(diào)整后面的凸起部42而設(shè)置植入件的旋轉(zhuǎn)。凸起部42的相對(duì)布置允許將銷(xiāo)放置為以便銷(xiāo)在股骨的遠(yuǎn)端切口上方導(dǎo)引另外的切削導(dǎo)引件，以便形成前面切口和后面切口以及植入件的骨頭分界表面所需的任何斜切口。內(nèi)部的/外部的旋轉(zhuǎn)通過(guò)移動(dòng)一個(gè)后面凸起部相對(duì)于另一個(gè)后面凸起部的深度而引導(dǎo)。植入件的A-P布置通過(guò)在A-P方向上一起移動(dòng)兩個(gè)后面凸起部42而調(diào)整。
[0018]脛骨患者特定切削塊14包括前面的股骨部分300、內(nèi)側(cè)的股骨槳狀件32以及外側(cè)的股骨槳狀件34。這些部分分別覆蓋脛骨16的前面、內(nèi)側(cè)的高臺(tái)(plateau)以及外側(cè)的高臺(tái)的部分。因?yàn)椴糠?0、22和24僅覆蓋脛骨16的部分而不是脛骨16的端部的整體符合性覆蓋，所以患者特定切削塊14可在內(nèi)側(cè)-外側(cè)方向和前面-后面方向上具有更小的輪廓。
[0019]銷(xiāo)孔50和52、M-L標(biāo)記54以及切槽56定向在脛骨患者特定切削塊14的外表面上。銷(xiāo)孔50和52可將患者特定切削塊14固定到骨頭上并且此外如果必要的話，可在脛骨的準(zhǔn)備中使銷(xiāo)彼此相對(duì)對(duì)準(zhǔn)用于進(jìn)一步定向。
[0020]脛骨切槽56相對(duì)于脛骨16的前表面居于內(nèi)側(cè)(即脛骨切槽56定向在患者特定切削塊14的前側(cè)的內(nèi)側(cè)一半上)。外側(cè)的槳狀件34可圍繞脛骨隆起的前部延伸，該脛骨隆起向后-外側(cè)地朝向外側(cè)的高臺(tái)延伸。這些特征可允許在MIS程序中使用導(dǎo)引件，其中通過(guò)從脛骨的前面的內(nèi)側(cè)一半切削脛骨同時(shí)使到脛骨的內(nèi)側(cè)通路最小化，其將涉及附加的軟組織問(wèn)題，外側(cè)的間隔被最小化。因此，居于內(nèi)側(cè)并且旋轉(zhuǎn)的切槽56定向?yàn)橛糜陂g隔和可接近，甚至用于MIS通路。
[0021]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2和圖3，圖2是根據(jù)本發(fā)明的方面的股骨患者特定切削塊的前視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的方面的股骨患者特定切削塊的近端的后視圖。除了上述特征之外，患者特定切削塊10還可包括上髁標(biāo)記68。上髁標(biāo)記68可用作用于孔的旋轉(zhuǎn)和孔的A-P布置的視覺(jué)的“感覺(jué)良好”，類似于上述的機(jī)械軸線標(biāo)記的目的。
[0022]在圖3中，示出骨頭分界表面80、82、84和86。前面的骨頭分界部分覆蓋軟骨和骨頭的前表面的部分。內(nèi)側(cè)的骨頭分界部分82、外側(cè)的骨頭分界部分84以及內(nèi)髁的骨頭分界部分86分別覆蓋髁的內(nèi)側(cè)的、外側(cè)的和內(nèi)髁的凹口部分。骨頭分界部分80、82和84對(duì)準(zhǔn)至股骨的前面和遠(yuǎn)端面，同時(shí)內(nèi)髁的骨頭分界部分86內(nèi)側(cè)-外側(cè)地定向切削塊。通過(guò)使用表面的相對(duì)小的部分，患者特定切削塊10的輪廓可減小。此外，配合可能更好，因?yàn)楦〉牟糠挚蓪?dǎo)致在骨頭表面上的更少的骨鑿(其可造成患者特定切削塊到骨頭的不良配合)。槳狀件22和24也可在后面較薄。這進(jìn)一步使患者特定切削塊的輪廓最小化。
[0023]切槽46可穿過(guò)患者特定切削塊的骨頭分界部分形成或可從表面凹進(jìn)。當(dāng)切削工具前進(jìn)穿過(guò)切槽46時(shí)，切槽的厚度幫助引導(dǎo)切削工具的定向。如前面所討論的，切槽46到患者特定切削塊10 (并且具體到骨頭分界部分)的相對(duì)角度對(duì)屈曲間隙進(jìn)行定向，同時(shí)切槽46相對(duì)于患者特定切削塊10的移動(dòng)設(shè)置切除深度。
[0024]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4和圖5，圖4是根據(jù)本發(fā)明的方面的脛骨患者特定切削塊的前視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的方面的脛骨患者特定切削塊的遠(yuǎn)端的后視圖。除了上述特征之外，脛骨患者特定切削塊還可包括后面的斜切96和平坦的近端表面100。后面的斜切96允許脛骨患者特定切削塊在后面定位，而不過(guò)于必要地分散膝部周?chē)能浗M織。類似于其它特征，這個(gè)特征幫助植入件的總輪廓。
[0025]平坦的近端表面100可匹配從股骨患者特定切削塊的遠(yuǎn)端的股骨切除平面。當(dāng)脛骨患者特定切削塊緊固到脛骨時(shí)，這個(gè)特征可允許外科手術(shù)進(jìn)行時(shí)發(fā)生的屈曲/延伸測(cè)試。
[0026]在圖5中示出骨頭分界表面90、92和94。前面的骨頭分界部分90覆蓋軟骨和骨頭的前面表面的部分。內(nèi)側(cè)的骨頭分界部分92和外側(cè)的骨頭分界部分84分別覆蓋脛骨的內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分。骨頭分界部分92和94對(duì)準(zhǔn)至脛骨高臺(tái)的近端面(因此，近端地定向患者特定切削塊)，同時(shí)前面的骨頭分界部分90內(nèi)側(cè)-外側(cè)地以及在AP方向上對(duì)切削塊進(jìn)行定向。通過(guò)使用表面的相對(duì)小的部分，患者特定切削塊10的輪廓可減小。此外，配合可能更好，因?yàn)楦〉牟糠挚蓪?dǎo)致在骨頭表面上的更少的骨鑿(其可造成患者特定切削塊到骨頭的不良配合)。槳狀件32和34也可在后面較薄并且可在前面從脛骨高臺(tái)表面提升以避免不良布置。這進(jìn)一步使患者特定切削塊的輪廓最小化。
[0027]切槽56可穿過(guò)患者特定切削塊的骨頭分界部分形成或可從表面凹進(jìn)。如果切槽56從表面凹進(jìn)，則切削塊在骨頭上的碰撞可被最小化，再次增加患者特定切削塊到骨頭的配合。當(dāng)切削工具前進(jìn)穿過(guò)切槽56時(shí)，切槽的厚度幫助引導(dǎo)切削工具的定向。如前面所討論的，切槽56到患者特定切削塊10 (并且具體到骨頭分界部分)的相對(duì)角度對(duì)屈曲間隙進(jìn)行定向，同時(shí)切槽46相對(duì)于患者特定切削塊10的移動(dòng)設(shè)置切除深度。
[0028]MR數(shù)據(jù)和X射線數(shù)據(jù)可由公知的裝置取得。作為示例，可使用以下的協(xié)議(protocol)。不同的MR協(xié)議可在不同的患者上執(zhí)行。為了使掃描時(shí)間最小化，快速自旋回波成像技術(shù)可用于任何協(xié)議，從而基本上產(chǎn)生質(zhì)子密度(PD)加權(quán)圖像。一個(gè)協(xié)議可使用與脂肪飽和技術(shù)結(jié)合的具有低重復(fù)時(shí)間(TR)和低回波時(shí)間(TE)以及30度翻轉(zhuǎn)角的擾相梯度回波技術(shù)。第二協(xié)議和第三協(xié)議可使用與脂肪飽和技術(shù)結(jié)合的高TR和低TE。在第二協(xié)議和第三協(xié)議之間的唯一區(qū)別是第二協(xié)議具有比第三協(xié)議更低的TE，而第三協(xié)議又提供更多的Tl和更少的H)性能。增加的Tl放松時(shí)間可幫助在MR圖像中在不同組織內(nèi)的圖像對(duì)比。
[0029]股骨和脛骨的骨頭模型可從MR圖像提取并且可識(shí)別適當(dāng)?shù)慕馄蕝⒖冀鐦?biāo)。完整的腿部X射線可用于確定機(jī)械軸線對(duì)準(zhǔn)。然后股骨切削塊和脛骨切削塊可通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)建模進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得它們符合用于正確就位的在一側(cè)上的骨頭模型并且在對(duì)于患者特定的適當(dāng)切除深度和角度處具有切槽。切削塊可使用EOSint P系統(tǒng)由醫(yī)用級(jí)Nylon12制成。因?yàn)檫@些切削塊的表面幾何形狀基于患者的MR數(shù)據(jù)集，所以應(yīng)使用干凈的數(shù)據(jù)(在骨頭和軟骨以及軟組織之間正確地區(qū)分)以確保切削塊的配合和功能性。
[0030]鑒于前面所述，將看見(jiàn)本發(fā)明的許多優(yōu)點(diǎn)被完成和獲得。
[0031]選擇和描述實(shí)施例以便最佳地解釋本發(fā)明的原理和它的實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在各個(gè)實(shí)施例中以及與適合于預(yù)期的特殊用途的各個(gè)改變一起最佳地利用本發(fā)明。
[0032]可在本文描述和示出的結(jié)構(gòu)和方法中做出各個(gè)改變而不偏離本發(fā)明的范圍，意圖所有包含在前面的描述中或示出在附圖中的內(nèi)容將作為示范性的而不是限制性的進(jìn)行解釋。因此，本發(fā)明的寬度和范圍不應(yīng)由任何上述的示例性實(shí)施例所限制，而是應(yīng)僅根據(jù)所附的權(quán)利要求及其等同物進(jìn)行限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于膝部的小輪廓患者特定切削塊，包括: 多個(gè)骨頭分界部分，其構(gòu)造成覆蓋骨頭的端部的部分，所述骨頭分界部分各具有表面，大致為所述骨頭分界部分覆蓋的所述骨頭的部分的反面，所述骨頭分界部分彼此成角度地偏移，使得所述骨頭分界部分的第一部分覆蓋所述骨頭的前面部分并且所述骨頭分界部分的第二部分覆蓋大致垂直于所述骨頭的前面部分的骨頭的部分；以及 匕切槽，其相對(duì)于所述骨頭分界部分定向在固定位置，使得所述切槽以固定角度并且以固定深度從所述骨頭分界部分引導(dǎo)切削工具； 所述小輪廓患者特定切削塊是股骨切削塊，并且進(jìn)一步包括具有厚度的凸起部和延伸穿過(guò)所述凸起部的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔具有直徑，所述凸起部構(gòu)造成將銷(xiāo)引導(dǎo)穿過(guò)所述凸起部，所述凸起部的厚度大于所述開(kāi)孔的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小輪廓患者特定切削塊，其特征在于，所述骨頭分界部分在所述小輪廓患者特定切削塊的前面部分中大致定向在所述小輪廓患者特定切削塊的中間，并且內(nèi)側(cè)地和外側(cè)地定向在所述小輪廓患者特定切削塊的后面部分處。
【文檔編號(hào)】A61F2/38GK104382630SQ201410652267
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2008年3月3日
【發(fā)明者】A.塞爾希, D.梅爾, M.E.納扎迪, A.阿尼霍特里 申請(qǐng)人:史密夫和內(nèi)修有限公司