专利名称：用于放置髋臼杯体的病人专用的导向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种用于在外科手术的治疗过程中放置球状和球窝接合的假肢杯的装置和方法。
背景技术：
在盆骨置换或者盆骨再铺平的过程中，合适的杯体部件的放置位置在外科手术的长期成功中扮演着重要的角色。杯体的非最佳的定位可能会导致对术后盆骨的活动范围的限制，并且会显著增加股骨部件出现脱臼的风险。已经提出过各种不同的图像引导式和无图像的计算机辅助系统。所有的这样的系统都是建立在手术室中的跟踪装置的安装，以及连接到髋关节和仪器的传感器的基础之上的。更进一步说，计算机辅助系统是安装在手术室中的，其显示出相对于设计好的杯体的位置的仪器位置。在传统的手术过程中，外科医生确定仪器的方位来准备髋关节并将杯体部件压入到其最终位置上，这是通过可以使用的解剖标志来将二者对齐在一起实现的。在这一过程中，外科医生可以看到的仅仅是解剖结构中的非常有限的部分，这并不代表着需要对准盆骨的全部部分。这将会导致杯体部件的错误对准。所提出的计算机辅助方案解决了这一问题，这是通过使用整个盆骨的术前或者术中的3D图像的形态特征来对杯体部件的定位制定方案来实现的。为了将这一方案转移到病人的解剖结构中，在解剖结构和方案之间的对齐是通过使用局部的可以使用的解剖结构来完成的。从另外一个方面说，为了跟踪解剖结构和仪器之间的移动关系，传感器扩散性固定到解剖结构和仪器上以及手术场所中的昂贵的跟踪技术的安装都是必须的。通常情况下，所连接的传感器很可能会出现视线的问题，这个问题将增大手术的复杂性。更进一步说，对齐过程通常是耗时的过程。
发明内容
本文在此描述的是一种在手术进行之前就设计好的引导工具，该引导工具是在替换髋臼杯的外科手术的过程中使用的，包括第一导向装置，该第一导向装置将导向销的安装位置引入到髋关节；第二导向装置，该第二导向装置适于与引导销进行协同操作，其引导在髋关节的外侧上一个或更多的导向销的安装；和第三导向装置，该第三导向装置适于与位于髋关节的外侧的一个或更多的销钉进行协同操作，其对至少在髋关节上进行钻孔和放置髋臼杯的假肢的其中之一的操作。第一导向装置可以包括病人专用的模板，该模板与病人的髋关节上选定的表面相对齐。第一导向装置还可以包括校验工具，该校验工具适于与病人的专用模板进行协同操作，而且其还具有与病人的髋白中所选定的表面相对齐的匹配的表面。本文也描述了一种用于放置髋白杯的方法，包括根据手术前就确定的位置和方向，将引导销放置到髋关节中；使用引导销来确定位于髋关节外侧的一个或更多的销钉的位置和方向；使用位于髋关节的外侧上的一个或更多的销钉来对至少在髋关节上进行钻孔和放置髋白杯假肢的其中之一的操作进行引导。将引导销放置在髋关节中可以包括使用病人专用的模板，该模板与病人的髋关节上所选定的表面相对齐。将引导销放置到髋关节中可以包括使用校验工具，校验工具适于与病人的专用的模板进行协同操作，而且其还具有用于与髋关节中所选定的表面相对齐的匹配表面。本文在此也描述了一种在手术进行之前就设计好的引导工具，该引导工具适用于替换髋白杯的外科手术过程，包括病人专用的模板，该模板具有至少一个与病人的髋关节上所选定的模板相对齐的表面；和导向部分，该导向部分提供位置或方向和髋白杯的方向，这是根据手术之前制定的位置或方向和方位来确定的。引导工具可以进一步包括校验工具，其与导向部分进行协同操作，并且校验工具还可以包括至少一个匹配表面，该表面与病人的髋白中所选定的表面相对齐，其中校验工具在病人髋臼中的适当的位置可以证实在病人的髋关节中的病人专用的模板的适当方向。引导工具可以进一步包括适于与导向部分进行协同操作的外部销钉的放置引导器，其对位于髋关节的外侧的一个或更多的引导销的放置位置进行引导。引导工具可以进一步包括外部销钉的放置引导器，其适于与放置在髋关节中的中心销进行协同操作，引导器对位于髋关节的外侧上的一个或更多的引导销的放置位置进行引导；其中放置到髋关节中的中心引导销的位置和/或方向是通过髋关节中的导向部分的位置和/或方向来设定的。引导工具可以进一步包括外部销钉的放置引导器，其适于与中心引导销进行协同操作，其对位于髋关节的外侧的一个或更多的弓I导销放置位置进行引导。引导工具可以进一步包括，根据髋关节外侧上的一个或更多的引导销的方向，适用于对髋关节中的外科手术工具的方向进行引导的装置。该装置适于与髋关节中的外科手术工具的方向相配适，其可以包括第一部分，第一部分与位于髋关节的外侧的一个或更多的引导销进行协同操作；和第二部分，第二部分与外科手术工具进行协同操作；其中第一部分和第二部分中的每一个都包括匹配表面，以致将第一和第二部分的匹配表面与外科手术工具的引导方向相配合。引导工具可以进一步包括引力感应部件，该部件适于单独与导向部分和外科手术工具进行协同操作；其中当与外科手术工具进行协同操作时，引力感应部件的校验是根据导向部分的方向所引导的外科手术工具的方向来进行的。引导工具可以进一步包括引力感应部件，其适于单独与导向部分、位于髋关节的外侧上的一个或更多的引导销和外科手术工具进行协同操作；其中当与外科手术工具进行协同操作时，引力感应部件的校验是根据导向部分的方向和/或位于髋关节的外侧的一个或更多的引导销的方向所引导的外科手术工具的方向来进行的。引导工具可以进一步包括引力感应部件，其是适于独立与导向部分、中心引导销、位于髋关节的外侧的一个或更多引导销和外科手术的工具进行协同操作；其中当与外科手、术的工具进行协同操作时，引力感应部件的校验是根据导向部分的方向，中心引导销的方向和/或在髋关节的外侧上的一个或更多的引导销的方向所引导的外科手术工具的方向来进行的。引力感应部件可以是一种电子式的引力感应部件，或者是一种模拟的引力感应部件。正如本文中所描述的一种用于在替换髋臼杯的外科手术的过程将手术前制定好的方向或位置和髋白杯的方位转移到病人身上的方法，包括在髋关节中放置手术前就设计好的引导工具，该引导工具包括(i)病人专用的模板，该模板具有至少一个表面，该表面与病人髋关节中所选的表面相对齐；和(ii)导向部分，其提供手术前就确定好的方向和位置和髋白杯的方向；以及使用导向部分来确定外科手术工具放置髋白杯的方向，这是根据手术前制定好的方向或位置和髋白杯的方向来确定的。本文在此也描述了一种替换髋白杯的外科手术方法，包括在髋关节中放置手术前就设计好的引导工具，包括(i)病人专用的模板，该模板具有至少一个表面，该表面与 病人髋关节中所选的表面相对齐；和(ii)导向部分，其提供手术前就确定好的方向和位置和髋白杯的方向；以及使用导向部分来确定外科手术工具放置髋白杯的方向，这是根据手术前制定好的方向或位置和髋白杯的方向来确定的。方法可以进一步包括，在使用导向部分来确定外科手术工具的方向之前，校正放置病人的髋关节中的病人专用模板的位置。方法可以进一步包括，使用导向部分来确定位于髋关节的外侧上的一个或更多的引导销的方向。方法可以进一步包括使用中心销来确定位于髋关节的外侧上的一个或更多的引导销的方向。方法可以进一步包括使用位于髋关节的外侧的一个或更多的引导销来将外科手术放置到髋关节中的方向。方法可以进一步包括根据位于髋关节中的引导销或者中心销的方向来校准引力感应部件；和使用经过校准的引力感应部件来引导外科手术工具的方向。方法可以进一步根据位于髋关节的外侧的一个或更多的引导销和/或导向部分的方向来校准引力感应部件；和使用经过校准的引力感应部件来引导外科手术工具的方向。方法可以进一步包括使用电子式引力感应部件或者模拟的引力感应部件。
为了更好地理解本发明，以及更为清楚地显示出本发明是如何有效地执行的，下面将要通过可以效仿的方式对各种实施方案进行描述，并参考以下的附图，其中附图Ia和附图Ib显示的是，根据本文中所描述的实施方案，一种具有导向部分和在髋关节中定位的病人专用的外科手术工具的校验工具的模板。附图Ic显示的是，根据实施方案的具有导向部分和校验工具的模板的分解视图。附图Id显示的是，根据本文所描述的另外一个实施方案，一种具有导向部分，和在髋关节中定位的病人专用的外科手术工具的校验工具的模板。
附图Ie显示的是，根据一个实施方案的具有导向部分的模板。附图2显示的是，根据本文中所描述的实施方案，具有插入到导向部分的中心销的导向部分和模板。附图3显示的是，根据本发明中所描述的实施方案，放置在髋关节中的中心销，和与中心销相匹配的平面模板。附图4a和附图4b显示的是，根据本文中所描述的实施方案，放置在髋关节中的中心销，和与中心销相匹配的放置销钉的引导器。 附图5显示的是，根据本文中所描述的实施方案，安装在髋关节中的中心销，和安装在髋关节的外侧的成对的引导销钉和放置销钉的引导器。附图6显示的是，根据本文中所描述的实施方案，与安装在髋关节的外侧的成对的销钉相匹配的仪器引导平面。附图7显示的是，根据本文中所描述的实施方案，附图6与放置在髋关节中的钻孔器的布置图，和与钻孔器相配合的校准翼片，其与仪器的引导平面进行协同操作。附图8a和附图Sb显示的是，根据本文中所描述的实施方案，附图7中的布置图的可以替换的配置结构，包括与钻孔器相匹配的两个对准翼片。附图9显示的是，根据本文中所描述的实施方案，放置在髋关节中的病人专用的外科手术工具的引导部分和模板，和引力感应部件。附图10显示的是，根据本文中所描述的实施方案的一种电子式引力感应部件。附图11显示的是，根据本文中所描述的实施方案的一种模拟的引力感应部件。附图12显示的是，根据本文中所描述的实施方案的在其中使用的远端引导销钉和引力感应部件。附图13显示的是，根据本文中所描述的实施方案的具有与之相匹配的引力感应部件的外科手术工具。
具体实施例方式从一个方面上说，本文在此提供的是一种病人专用的外科手术工具及其使用方法，该工具适用于在置换髋白杯的外科手术的过程中使用。工具对髋关节的钻孔操作进行引导，并将杯假体压入到适当的位置上，而且在盆骨进行的整体校准的基础上，工具还提供杯假体的精确定位。更进一步说，本文中所描述的工具和方法在手术场所中仅仅需要较少的设备或者根本不需要额外的技术设备。工具包括病人专用的面板模板部件和病人专用的校验部件。病人专用的模板和校验部件是在手术之前就准备好的，这是以病人的骨骼结构的成像数据为基础的。模板部件与病人的髋关节相匹配，与髋白中的一个或更多的解剖标记相对齐，而且包括导向部分或者用于引导工具的器械，例如，钻头，和/或放置在髋关节中的中心引导销。检验部件与模板部件和一个或更多的手术前确定的髋白上的解剖标记相对齐，从而可以确定手术过程中的模板部件的精确的放置位置。尤其是，病人专用的模板部件是设计为具有考虑到病人的解剖结构中的一个或更多的特定的对齐表面，即特征性的解剖结构中的解剖标记，骨骼结构和/或软组织(即，筋腱，韧带等等)。为了进行更为清楚的描述，在本文中的解剖结构中的解剖标记，骨骼结构和软组织都统称为“特征性的标记”。位于髋关节中的一个或更多的特征性的标记需要在手术之前进行选择，而且在设计模板部件的一个或更多的各个匹配的表面的过程中有所应用，这是为了将模板以唯一的方式与髋关节中的特定位置/方位上的模板相对齐。导向部分可以成为模板部件中的一部分，而且可以提供髋白杯的放置位置的理想的位置和方位的指示，这是在外科手术之前的方案制定阶段就确定的。举例来说，导向部分可以包括一种元件，该元件可以与其他的部件进行协同操作，从而可以将外科手术之前确定好方案的杯的方位转移到髋关节中。这样的其他部件，并不是病人专用的，可以包括用于放置导向和/或引力感应部件(将在下文中进行详细描述)的外部的销钉，其允许外科医生可以调整杯的压入工具的方位，从而以所需要的方位将杯安装到髋关节中，这是需要在进行外科手术之前的手术方案的制定阶段就进行确定。工具也可以包括其他的并非是病人专用的部件，例如，外部销钉的放置引导器，其可以与中心的导向销进行协同操作，以便确定在髋关节(即，外部的导向销)的外侧的骨骼中的一个位置上的一个或更多的销钉的位置和方位，而且部件可以与一个或更多的外部导向销钉进行协同操作，以便引导髋关节中的仪器，例如，钻孔器或者髋臼杯的压入器。更为具体的是，本文中所描述的工具和方法允许外科医生在手术进行的过程中如果在需要的情 况下能够修改钻孔器和/或压入器的位置。因此，本文中所描述的工具和方法可以与用于髋关节的钻孔和髋白杯的放置的传统的和半传统的技术结合使用。模板部件可以是在外科手术进行之前所获得的病人的盆骨的图像数据的基础上进行准备的。图像数据可以通过使用，例如，电脑的X线断层摄影术(CT)来获取。其他的成像技术，和与之结合的技术都是可以使用的。可确定的对齐表面在数据库和制定好的杯的位置方案之间的结构关系中时可以被识别的，而且这样的对齐表面都被进行保存。对齐表面可以与一个或更多的完全分开的解剖位置相对应，例如，举例来说，髋白的凹入处。病人专用的模板可以从所保存的可确定的对齐表面中选定的可确定的对齐表面的镜像中建立。镜像允许在外科干预的过程中进行病人的模板的唯一定位。之后，病人的专用模板的定位可以通过校验工具来进行校验。病人的专用模板包括用于引导外科手术中的切割工具的导向部分。在一个实施方案中，在对应的附图中显示出，导向部分可以通过改变用于引导钻头。附图Ia和附图Ib分别显示的是，在髋关节I中定位的病人的专用模板10的俯视图和侧视图，其具有与模板相匹配的校验工具20。模板10包括钩形物14(可以在附图2中看到)，钩形物与校验工具20中的键槽相对齐，从而确保模板10上的校验工具20的适当的对准。模板10包括部分18，其用于对髋关节中的一个或更多的解剖标记进行唯一的对齐。模板10也可以包括具有用于钻孔或者导向销的孔洞16的导向部分12。校验工具20上具有开口，或者其他适当的用于容纳导向部分的轴的结构，并与之进行协同操作。校验工具20包括一个或更多的臂22 (在附图Ia和附图Ib的实施方案中有所显示)，其能够对在病人的解剖结构中的手术进行之前就识别好的一个或更多的对应解剖标记进行唯一的对齐。臂22与病人的解剖结构中的各个手术前识别的解剖标记之间的适当对准确定了模板10的正确的定位。附图Ic显示的是，具有导向部分12的模板10的分解视图，校验工具20具有4个臂，通过这些臂可以对病人的解剖结构中的一个或更多的对应的手术之前就识别好的标记进行唯一的对齐。附图Id显示的是校验工具的另外一个实施方案，同样是用参考数字20来标识的。这一实施方案也可以是在手术进行之前就准备好的，而且可以包括弯曲的表面25，该表面可以与髋关节中所选定的弯曲表面进行唯一的对齐。当被适当地放置到在病人的髋关节中的唯一位置上时，病人的专用模板10允许外科医生在髋关节中的手术进行之前就确定的位置上钻孔或者放置一枚中心导向销。正如附图2所示，中心导向销30可以通过孔洞16插入到模板10的导向部分12中，并插入到位于病人的髋关节中的已经钻好的孔中。在放置中心导向销30之后，模板就可以移除了。在附图3中，中心导向销30是与之匹配的可以选用的平面模板40 —并显示的。平面模板40上可以装有中心导向销30，而且其用于在放置之前校验假肢杯的适当的定位。平面模板可以具有各种不同的尺寸，以适用于不同尺寸的髋关节，而且允许外科医生在脑海中形成假肢杯的方位的最终图像。正如附图4a和附图4b所示，在移除平面模板40之后，外部的销钉引导器50之上可以安装有中心导向销30。可以选择的是，可以将外部的销钉引导器50制成为能够安装到模板10的导向部分12之上的结构，并因此能够在具有或者不具有中心销30的时候使用。在所显示的实施方案中，外部销钉的放置引导器包括套环56，其可以与中心销30配合 使用，臂52和滑块54。滑块上具有一个或更多的引导洞，这些引导洞是用于引导一个或更多的外部销钉的放置。外部的销钉引导器50可以围绕着中心引导销30进行旋转，而且滑块54可以沿着臂52进行移动，从而改变其与弓I导销30之间的距离，正如附图4a和附图4b中的箭头所分别指示的那样。通过旋转销钉放置引导器和使滑块54沿着臂52进行活动，外科医生可以在髋关节的外侧骨骼中选择适当的位置来插入一个或更多的外部销钉。所选定的位置是可以方便进入的，并不存在大量的软组织，而且具有很好的骨骼结构。在一个实施方案中，正如在附图5中所示，外部的销钉放置引导器50中的滑块54可以包括两个用于接受两枚销钉60，62的引导位置的孔洞。在本文中，这样的实施方案可以是指成对销钉的调步引导，而且这两枚销钉可以用作成对的销钉。在另外的实施方案中，外部的销钉的放置引导器50上的套环56经过改编适于与导向部分12的轴进行配合操作。根据这一实施方案，外部的销钉放置引导器可以与放置在髋关节中的模板部件10和导向部分12—并使用，而无需放置中心引导销；这也就是说，中心引导销的放置是可以选择使用的。外部销钉的放置引导器可以具有不同的偏移角度(例如，0.5度，I度，2度等等)，偏移角度允许在一个或更多的外部引导销钉被放置在位置上之前，对假肢杯的最终方位进行手术中的修改。也可以在孔洞中完成补偿，孔洞接收中心引导销30，或者孔洞或容纳了一个或更多的外部引导销的孔洞。正如附图6所示，并且参考附图5中所示的实施方案，在中心引导销30和成对的销钉放置引导器50被移除之后，仪器的引导平面70被配合安装到成对的销钉60，62中。仪器的引导平面70具有基座部分72，基座部分具有两个几乎平行的孔洞，以用于接收具有滑动配合的成对销钉60，62。锁定装置，例如，螺丝钉或者夹具可以适用到基座72上，以便将仪器的引导平面70锁定在适当的位置上。仪器的引导平面70也可以包括对准部分74，其经过改编适于与一个或更多的对应的对准翼片相对齐，翼片与工具相配合，例如，钻孔工具或者压入器，正如附图7中所示。举例来说，使用一个这样的对准翼片82可以允许外科医生手动地确定钻孔器或者压入器相对于仪器的引导平面的方位。两个对准翼片的使用允许外科医生锁定压入器相对于仪器的引导平面的方位。举例来说，正如附图8a和附图Sb所示，位于上方的对准翼片84和位于下方的对准翼片82可以配合安装到工具90中，例如，钻孔器或者压入器。下方的对准翼片82在附图7中有所显示。上方的对准翼片和下方的对准翼片中的每一个都具有套环，其适用于滑动配合到钻孔器或者压入器的圆柱形的把手部分的上方。可以选择的是，上方的对准翼片的套环可以适用于安装到下方的对准翼片的套环上，正如附图8a和附图Sb所示。在使用的过程中，下方的对准翼片82经过对齐低于对准部分74，而之后，上方的对准翼片滑动通过对准部分74和下方的对准翼片82，以便锁定钻孔器或者压入器的方位，正如附图8a和附图8b所示。对于某些病人来说，中心引导销30可以不用放置到髋关节中，这样的病人专用模板可以遗留在髋关节中，而且可以在使用成对的销钉放置引导器50来替换两枚销钉的过程中用于稳定引导销。中心引导销30在盆骨的中心处定位(即，髋关节的中心)。为了引领对髋关节的 中心的钻孔，可以在外部销钉的放置引导器50的臂52上，以及类似的在仪器引导平面70上提供比例尺。比例尺可以用于测量从一个或更多的外部引导销钉到髋关节的中心的距离，而且，之后在镗孔的过程中，这段距离可以使用在仪器的引导平面上的比例尺来重建。如果外科医生决定不使用上文中所描述的方法来进行髋臼杯的插入操作，但是进行徒手的髋关节镗孔操作，那么病人的专用模板可以包括两个，三个或者更多的更进一步的导向部分。更进一步的导向部分有助于外科医生控制钻孔器相对于盆骨的中心的深度和中心，从而在徒手的镗孔操作过程中获得最优化的结果。举例来说，正如附图Ie所示，病人的专用模板10可以包括三个或更多的引导通道100，其引领在未经损伤的髋关节中的规定深度的小孔径的定向孔的钻孔操作。对于每一个定向孔而言，钻孔的引导圆筒102可以成为模板的一部分，圆筒的高度可以用标记的钻头来校准。外科医生进行钻孔操作，直到在钻头上的标记与引导圆筒的顶部边缘在一条直线上为止。在另外一个实施方案中，引导通道100的高度/深度本身可以用于控制定向孔的深度。钻好的定向孔的深度对应于手术进行之前就确定的方案中的钻孔深度，以及可以用于确定适当的钻孔量。可以选择的是，病人的专业模板可以包括三条或更多的引导通道，以用于引领三个或更多的销钉放置在髋关节的外环的位置上。之后，这些销钉可以用于为髋关节之上的钻孔器的引导工具进行定位。引导工具的这样的实施方案将传统的钻孔器的移动限制在预选确定的中心点的周围。更进一步说，在引导工具上的比例尺可以用于引领镗孔的深度。在上文所描述的实施方案中，髋关节中的钻孔器或者压入器等工具的引领和/或定向可以使用与工具相关联的远端的引导销钉，对准部分74，和一个或更多的对准翼片82，84来实现。下文中将要描述的实施方案，结合附图9到13，提供的是用于对例如钻孔器或者压入器的工具的引领和/或定向进行校验的可以替换使用的方法和装置。参考附图9，具有导向部分12的病人专用的面板10显示为在髋关节中定位。正如之前所描述的内容，外科医生通过将模板的一个或更多的镜像表面调节到一个或更多的对应的髋关节表面的方法来把面板10与髋关节进行对齐。所述的表面都不能从附图9中看到。同样也如同附图9所示，一种引力感应部件200，其具有适用于接收导向部分12的轴的套环202。例如在附图12中所示，与套环202 —并使用的适配器204可以允许引力感应部件安装到引导销上，例如，中心引导销30或者结合之前的实施方案进行描述的外部引导销。在一个实施方案中，正如在附图10所75,弓丨力感应部件是一种电子式的引力感应部件210，其可以测量到偏离于重心轴的两个方向上的重力。举例来说，在一个实施方案中，电子式的引力感应部件210可以包括两个加速计，它们被安装在相互距离90度角的方向上。其他的执行方案对于本领域内的任何一名普通技术人员来说就是显而易见的。电子式的引力感应部件可以具有“零位调整”功能212，当由按钮或者其他传统的方式激活时，该部件就可以通过将当前的方位保存为参考方位的方式来对电子式的引力感应部件进行校准。在使用的过程中，电子式的引力感应部件210是安装到导向部分12的轴上的，其适当定位在髋关节中，或者使用适合的适配器来适当定位在引导销(例如，中心销或者外部的引导销)上。举例来说，这样的安装可以使得电子式的引力感应部件210与导向部分12或者引导销相垂直。导向部分12和引导销的适当的方位可以首先通过使用一个或更多 的校验工具和上文中描述的处理过程来确定。一旦激活零位调整功能，安装到导向部分12或引导销上的电子式引力感应部件210的方位就会被对齐来作为参考方位。也就是说，电子式的引力感应部件随后被校准到适当的方位上。之后，电子式引力感应部件210就可以从导向部分或者引导销上移除了。在一个可以替换的实施方案中，引力感应部件可以是一种模拟的引力感应部件220。举例来说，正如附图11中所示，模拟的引力感应部件220可以包括气泡水平位222。气泡水平位可以移动地连接到套环202上，这是使用，例如，球座224和球窝226装置来实现的。当模拟的引力感应部件220安装到导向部分12的轴或者引导销上时，球座和球窝装置允许气泡水平位222在所选定的方向上可以进行“调零”。球座和球窝装置可以锁定在零位，这是通过使用适当的锁定装置228来实现的，例如，夹具或者固定螺丝，当被锁定时，可以通过防止球座和球窝之间的相对移动来对模拟的引力感应部件进行校准。在使用过程中，模拟的引力感应部件220被安装到导向部分12的轴上，其可以在髋关节中进行适当定位，或者使用适当的适配器来确定引导销的适当的方位(例如，中心引导销或者外部的引导销)。举例来说，这样的安装可以将模拟的引力感应部件220布置到与导向部分12或者引导销相垂直的方向上。导向部分12和引导销的适当的方向可以通过使用一个或更多的校验工具和上文中所描述的方法来确定。之后，气泡水平位被调零，这是通过使用球座和球窝装置来进行的，而且可以通过使用锁定装置28来锁定在零位上。因此，在安装到导向部分12或者引导销上的模拟的引力感应部件220的方向可以保留作为参考方向。这也就是说，之后，模拟的引力感应部件被校准为适当的方向上。随后，模拟的引力感应部件220就可以从导向部分或者引导销上移除了。人们注意到，电子式的引力感应部件210和模拟的引力感应部件220都可以在导向部分12中使用，而无需使用可以选用的导向销，例如，中心导向销30或者外部的导向销。然而，就中心导向销30而言，其可以稳定模板10在髋关节中的方位。这对于中心导向销30的安装来说是理想的。由于中心导向销30允许使用平面模板40，因此，同样也是理想的是可以安装中心导向销，其允许外科医生能够在脑海中形成对假肢杯的方位的图像，正如在前文中所述的内容。外部的导向销的使用可能是需要的，这是由于其允许外科医生能够在手术过程中的任何时间确定方位；举例来说，对在手术过程中的病人的髋白可能出现的移动进行校正。
外部引导销的使用同样也允许执行对引力感应部件进行校验。正如在附图12中所示，模拟的和电子的引力感应部件，通常是指由参考数字序列200所指示的部件，可以放置在外部的引导销64上，而且根据需要使用适配器204，其具有选用的固定螺丝205。在I中显示的髋关节。对引力感应设备的校准可以进行校验，而且如果需要的话，可以重复进行校验,正如在上文中所描述的那样。这一过程可以在外科手术的过程中的任何时间内重复进行，举例来说，为了对病人的髋白中可能出现的移动进行校正。正如附图13所示，对模拟的或者电子的引力感应部件的校准，通常是指用参考数字序列200来表示的，可以放置在工具上，例如，压入器，如果需要的话可以使用适当的适配器206，其具有可以选用的紧固件，例如，固定螺丝207，208。在附图13中所示的实施方案通过使用工具来维持引力感应部件与工具的之间的对齐，并同时允许外科医生能够抓住工具。通过这样过的方式，引力感应部件的轴可以与工具的轴相对齐，以致引力感应部件的适当的方位可以传递到工具上。之后，外科医生可以修改工具的方位，直到引力感应部件显示为与工具相对齐，并从而校正工具的方位。尽管上文中所描述的各种实施方案主要是结合髋关节进行的，本领域内的普通技 到其他的关节和球窝接合的位置，例如，举例来说，肩部。本发明的各种不同的实施方案可以通过以下非限制性的实施例的方式进行进一步的描述。实施例I.根据第一个实施方案的放置髋白杯的方法具有导向部分12的病人专用的模板10被放置到病人的髋关节中，而且根据由病人的髋白上的各个解剖标记和模板的匹配表面18所提供的唯一的配合方式来进行适当的定位。模板10和导向部分12的适当方位是通过使用校验工具来进行校正的，校验工具与导向部分12进行协同操作。电子式的引力感应部件210或者模拟的引力感应部件220 (此后所指的是引力感应部件200)与导向部分12相匹配，并根据导向部分12的方位进行校准。模板10和导向部分12从髋关节中移除，而髋关节被钻到适当的尺寸，以用于插入假肢的髋臼杯。假肢的髋白杯与压入工具相接合，在其上安装有引力感应部件200，并被放置到髋关节中。压入工具被调节到适当的方位上，这是由经过校准的引力感应部件200来确定的，之后，其被用于将髋臼杯以适当的方向移入到髋关节中。实施例2.根据第二个实施方案的放置髋白杯的方法具有导向部分12的病人专用的模板10被放置到病人的髋关节中，而且根据由病人的髋白上的各个解剖标记和模板的匹配表面18所提供的唯一的配合方式来进行适当的定位。模板10和导向部分12的适当方位是通过使用校验工具来进行校正的，校验工具与导向部分12进行协同操作。电子式的引力感应部件或者模拟的引力感应部件(此后所指的是引力感应部件200)与导向部分12相匹配，并根据导向部分12的方位进行校准。引力传感器被移除，而且外部的销钉放置引导器50被配合安装到导向部分12中，并被用于将外部的引导销放置到盆骨的适当位置上。外部引导销的适当方位是通过引力感应部件200来配合校正的，其中当其方位与模板10和导向部分12的方位一致时，外部引导销的方位是适当的。模板10和导向部分12和外部销钉的放置引导器50从髋关节中移除，以及髋关节被钻到适当的尺寸，以用于插入假肢的髋白杯。假肢的髋白杯与压入工具相接合，而且假肢的髋臼杯被放置到髋关节中。病人的髋白的适当方向是通过检查外部的引导销的方向来确定的。如果外部的引导销不在适当的方向上，那么病人的位置就会移动。在这样的情况下，弓丨力感应部件200通过外部引导销来进行最新的校准。一旦确定和/或建立适当的校准，引力感应部件200将配合安装到压入工具中。压入工具被调节到适当的方位上，这是由经过校准的引力感应部件200来确定的，之后，其被用于将髋白杯以适当的方向移入到髋关节中。实施例3.工具第三个实施方案的放置髋臼杯的方法具有导向部分12的病人的专用模板10被放置到病人的髋关节中，而且根据由病人的髋白上的各个解剖标记和模板的匹配表面18所提供的唯一的配合方式来进行适当的定位。模板10和导向部分12的适当方位是通过使用校验工具来进行校正的，校验工具与导向部分12进行协同操作。外部的销钉放置引导器50配合安装到导向部分12中，并用于将成对的外部引导销60，62放置到盆骨的适当位置上。模板10和导向部分12和外部销钉的放置引导销50都从髋关节中移除，以及髋关节被钻到适当的尺寸，以用于插入假肢的髋臼杯。仪器的引导平面70配合安装到引导销60，62中。一个或更多的对准翼片被配合安装到压入工具中。假肢的髋白杯被放置到髋关节中。压入工具与假肢的髋白杯相接合，并 且通过校准对齐翼片和仪器的导向平面来调节到适当的方位上。之后，压入工具被用于以适当的方位将髋白杯移入到髋关节中。实施例4.根据第四个实施方案的放置髋臼杯的方法具有导向部分12的病人的专用模板10被放置到病人的髋关节中，而且根据由病人的髋白上的各个解剖标记和模板的匹配表面18所提供的唯一的配合方式来进行适当的定位。模板10和导向部分12的适当方位是通过使用校验工具来进行校正的，校验工具与导向部分12进行协同操作。钻头被插入到引导部分12的孔洞16中，并用于在髋关节中钻出一个孔洞。中心引导销30被插入到导向部分12上的孔洞16中并插入到髋关节中。具有导向部分12的模板10从髋关节中移除。外部的销钉放置引导器50被配合安装到中心的引导销30中，并被用于将成对的外部引导销钉60，62放置到盆骨中的适当位置上。将中心引导销30和外部的销钉放置引导器50从髋关节中移除，髋关节被钻到适当的尺寸，以用于插入假肢的髋臼杯。仪器的引导平面70配合安装到引导销60，62中。一个或更多的对准翼片被配合安装到压入工具中。假肢的髋白杯被放置到髋关节中。压入工具与假肢的髋臼杯相接合，并且通过校准对齐翼片和仪器的导向平面来调节到适当的方位。之后，压入工具被用于以适当的方位将髋臼杯移入到髋关节中。等同替换本领域内的任何一名普通技术人员都能理解，或者都可以通过常规的实验方法、等同替换来确定本文中所描述的各种实施方案。这些等同替换都在本发明的范围之内，而且都被所随附的权利要求书覆盖。
权利要求
1.一种在手术进行之前就设计好的引导工具，该引导工具适于在替换髋白杯的外科手术的过程中使用，其包括 病人专用的模板，该模板具有至少一个与病人的髋关节上所选定的表面相对齐的表面；和 导向部分，该导向部分根据手术之前制定的位置或方向和方位来提供位置或方向和髋臼杯的方向。
2.根据权利要求I中的引导工具，进一步包括校验工具，其与导向部分进行协同操作，并且校验工具还可以包括至少一个匹配表面，该匹配表面与病人的髋白中所选定的表面相对齐，其中校验工具在病人髋白中的适当的位置可以证实在病人的髋关节中的病人专用的模板的适当方向。
3.根据权利要求I中的引导工具，进一步包括与导向部分进行协同操作的外部销钉的 放置引导器，其对位于髋关节的外侧的一个或更多的引导销的放置位置进行引导。
4.根据权利要求I中的引导工具，进一步包括外部销钉的放置引导器，其适于与放置在髋关节中的中心销进行协同操作，引导器对位于髋关节的外侧上的一个或更多的引导销的放置位置进行引导； 其中放置到髋关节中的中心引导销的位置和/或方向是通过髋关节中的导向部分的位置和/或方向来设定的。
5.根据权利要求4中的引导工具，进一步包括外部销钉的放置引导器，其适于与中心引导销进行协同操作，其对位于髋关节的外侧的一个或更多的引导销放置位置进行引导。
6.根据权利要求3或者5中的任一引导工具，进一步包括适用于对髋关节中的外科手术工具的方向进行引导的装置，方向的引导是根据髋关节外侧上的一个或更多的引导销的方向来进行的。
7.根据权利要求6中的引导工具，其中装置适于引导髋关节中的外科手术工具的方向，包括 第一部分，该第一部分与位于髋关节的外侧的一个或更多的引导销进行协同操作；和 第二部分，该第二部分与外科手术工具进行协同操作； 其中第一部分和第二部分中的每一个都包括匹配表面，以致将第一和第二部分的匹配表面与外科手术工具的引导方向相配合。
8.根据权利要求I中的引导工具，进一步包括 引力感应部件，该部件适于单独与导向部分和外科手术工具进行协同操作； 其中当与外科手术工具进行协同操作时，引力感应部件的校验是根据导向部分的方向所引导的外科手术工具的方向来进行的。
9.根据权利要求3或者5中的任一引导工具，进一步包括 引力感应部件，其适于单独与导向部分，位于髋关节的外侧上的一个或更多的引导销和外科手术工具进行协同操作； 其中当与外科手术工具进行协同操作时，引力感应部件的校验是根据导向部分的方向和/或位于髋关节的外侧的一个或更多的引导销的方向所引导的外科手术工具的方向来进行的。
10.根据权利要求4或者5中的任一引导工具，进一步包括引力感应部件，其是适于独立与导向部分、中心引导销、位于髋关节的外侧的一个或更多引导销和外科手术的工具进行协同操作； 其中当与外科手术的工具进行协同操作时，引力感应部件的校验是根据导向部分的方向，中心引导销的方向和/或在髋关节的外侧上的一个或更多的引导销的方向所引导的外科手术工具的方向来进行的。
11.根据权利要求8，9或者10中的任一引导工具，其中引力感应部件可以是一种电子式的引力感应部件。
12.根据权利要求8，9或者10中的任一引导工具，其中引力感应部件可以是一种模拟的引力感应部件。
13.一种用于在替换髋白杯的外科手术的过程中将手术前制定好的方向或位置和髋臼杯的方位转移到病人身上的方法，包括 在髋关节中放置手术前就设计好的引导工具包括 (i)病人专用的模板，该模板具有至少一个表面，该表面与病人髋关节中所选的表面相对齐；和 (ii)导向部分，其提供手术前就确定好的方向和位置和髋白杯的方向；以及 使用导向部分来确定外科手术工具放置髋白杯的方向，这是根据手术前制定好的方向或位置和髋白杯的方向来确定的。
14.根据权利要求13中的方法，进一步包括 在使用导向部分来确定外科手术工具的方向之前，对放置在病人的髋关节中的病人专用模板的位置进行校正。
15.根据权利要求13中的方法，进一步包括 使用导向部分来确定位于髋关节的外侧上的一个或更多的引导销的方向。
16.根据权利要求13中的方法，进一步包括 使用导向部分来将中心引导销放置在髋关节中；其中中心引导销的方向与导向部分的方向相对应。
17.根据权利要求16中的方法，进一步包括 使用中心引导销来确定位于髋关节的外侧上的一个或更多的引导销的方向。
18.根据权利要求15或17中的任一方法，进一步包括 使用位于髋关节的外侧的一个或更多的引导销来引导外科手术放置到髋关节中的方向。
19.根据权利要求13或16中的任一方法,进一步包括 根据位于髋关节中的导向部分或者中心销的方向来校准引力感应部件；和 使用经过校准的引力感应部件来引导外科手术工具的方向。
20.根据权利要求15或17中的任一方法，进一步包括 根据位于髋关节的外侧的一个或更多的引导销和/或导向部分的方向来校准引力感应部件；和 使用经过校准的引力感应部件来引导外科手术工具的方向。
21.根据权利要求19或20中的任一方法，包括使用电子式引力感应部件。
22.根据权利要求19或20中的任一方法，包括使用模拟的引力感应部件。
全文摘要
在此提供的是一种在外科手术前就已经设计好的引导工具，该引导工具是在替换髋臼杯的外科手术的过程中使用的术中用工具，包括病人专用的模板，其具有至少一个与病人的髋关节中选定的表面相对齐的表面；和导向部分，根据在外科手术之前就设计好的方向或者位置和方向，该导向部分提供方向或者位置以及髋臼杯的方向。引导工具可以进一步包括校验工具，其与导向部分协同操作，而且还可以包括至少一个匹配的表面，该匹配表面与病人解剖结构中选定的表面相对齐，其中校验工具在病人的解剖结构中的适当定位证明了在病人的髋关节中的病人专用模板的适当方向。同样地，本发明在此也描述了一种替换髋臼杯的外科手术的方法，而且所述方法可以在替换髋臼杯的外科手术的过程中用于将手术进行之前就制定好的方向或位置和髋臼杯的方向转移到病人身上。
文档编号A61B17/17GK102740790SQ201080061145
公开日2012年10月17日 申请日期2010年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者J·F·鲁丹, M·昆兹 申请人:金斯顿女王大学