专利名称：外科手术引导件的制作方法
技术领域：
本文涉及外科手术引导件。
背景技术：
外科医生可以在执行髋关节成形术以向病人的髋臼中植入诸如髋臼杯的假体时(或者当执行其他整形外科手术以向病人解剖结构中植入假体时)使用多种外科手术器械。例如，该外科医生可以使用铰具(或其他切割设备)来磨出髋臼并因此形成人造杯能够被锚定在其内部的窝。还可以使用撞击器来将杯驱动到髋白内的适当位置。当操作时，外科医生必须留心器械被尽可能精确地定向，使得髋臼杯最终将被以最大的可能精度按照预期进行定位和定向。否则，如果髋白杯未被适当地定位(例如，如果其具有过浅或过高的杯倾斜角)，则病人可能经历髋白杯或被用于髋白杯的部件上的过度磨损。其他问题可能包括植入 物的错位、撞击、有限的运动范围、感染或排斥。另外，如果外科医生徒手执行外科手术， 则更可能发生不适当的对准。另外，外科医生必须留心不对髋臼进行过度钻孔或过度铰除。例如，在某些外科手术中，在髋白内插入引导杆以在外科手术期间引导其他外科手术器械(诸如铰具或撞击器)。如果引导杆被过深地插入髋臼内，则引导杆可能刺穿或以其它方式损害髋臼的内侧壁的强度，或者伤害髋日后面的其他解剖结构。类似地，诸如铰具的外科手术器械可能在髋臼内铰除过多(或过少)的骨。
发明内容
外科手术弓I导件可以包括至少部分地符合病人解剖结构的外表面。外科手术弓I导件可以在期望的位置和/或以期望的取向接合病人解剖结构。外科手术引导件可以包括被构造成接合特定病人的髋臼的部分。外科手术引导件可相对于髋臼限定对准轴线。外科手术引导件可限定凹口、缝槽、凹陷或凹槽，使得外科手术引导件在存在髋关节韧带时与髋白配合。外科手术引导件可以包括深度限制特征，其限制外科手术程序的深度，诸如钻孔、铰除或诸如对准销的引导杆的插入。深度限制特征可阻止髋白的过度钻孔或过度铰除。在某些实施方式中，深度限制特征可以是外科手术引导件的模块化柱的特性，例如，柱的预定的和病人匹配的高度。与外科手术引导件一起使用的外科手术器械、诸如钻具、驱动器或铰具可以具有可调整的病人匹配机械止动部以阻止过度钻孔或过度铰除。根据一个一般方面，外科手术引导件包括第一部分，该第一部分包括被构造成符合特定病人的髋白的一部分的外表面。该第一部分被构造成容纳病人的圆韧带。该第一部分被构造成接收第二部分，该第二部分包括(i )对准部分，其限定对准轴线，使得当外科手术引导件被联接到髋臼时，该对准轴线相对于髋臼以预定取向定向，以及(ii)深度限制特征，其被构造成限制引导杆沿着轴线至病人特定插入深度的插入。实施方式可以任选地包括以下特征中的一个或多个。例如，第一部分限定被构造成接纳圆韧带的凹陷。第一部分是基本新月形的。第一部分的尺寸被设置为在被接合到髋臼时不覆盖髋白窝。第一部分限定在一位置处穿过第一部分的开口，当第一部分被联接到髋臼时，该位置对应于髋白窝的位置。第一部分包括壁，该壁在一位置处限定缝槽，当第一部分被联接到髋臼时，该位置对应于髋臼切迹的位置。该缝槽跨越髋臼切迹。外表面的尺寸被设置为 在单个预定取向上与髋白配合。第二部分可从第一部分分离，并且第二部分被构造成在预定取向上接合第一部分。对准部分包括沿着对准轴线限定通孔的柱。深度限制特征是柱的病人特定高度。深度限制特征被构造成接合器械以阻止引导杆插入超过病人特定插入深度。第二部分包括第二外表面，第二外表面的尺寸被设置为符合病人解剖结构。深度限制特征的尺寸被设置为限制引导杆的插入而不穿过髋臼的内侧壁突出。病人特定插入深度允许引导杆与髋白的皮层质骨的牢固接合。根据另一一般方面，一种方法包括:将引导件联接至关节，该引导件被针对特定病人解剖结构定制；沿着由引导件限定的轴线将引导杆插入关节中并且插入至由引导件限定的插入深度；将引导件从关节去除；以及基于引导杆的位置来铰除关节的一部分。实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，基于引导杆的位置来铰除关节的一部分包括铰除关节的一部分，使得铰除深度受到铰具与引导杆的接合的限制。基于引导杆的位置来铰除关节的一部分包括沿着由引导杆限定的轴线铰除关节的一部分。沿着由引导件限定的轴线将引导杆插入关节中并插入至由引导件限定的插入深度包括在到达预定插入深度时使器械与引导件的一部分接合。沿着由引导件限定的轴线将引导杆插入关节中并插入至由引导件限定的插入深度包括响应于在到达预定插入深度时使器械与引导件的一部分接合而停止驱动引导杆。弓I导件包括接合弓I导杆插入器械以限制引导杆的插入深度的特征。弓I导件包括基本符合病人解剖结构的一部分的外表面。引导件包括第一部分和可从第一部分分离的第二部分，第一部分包括外表面，并且第二部分包括柱，柱沿着轴线限定孔口并接合弓I导杆插入器械以限制引导杆的插入深度。引导件包括部分地绕着引导件的第二部分延伸的第一部分，并且将引导件从关节去除包括将第一部分从第二部分分离，将第二部分从关节去除，以及在将第二部分从关节去除之后将第一部分从关节去除。基于引导杆的位置来铰除关节的一部分包括调整铰具以设定用于病人的最大铰除深度。根据另一一般方面，一种系统包括:引导件，其符合关节的一部分并限定轴线，使得该轴线在引导件被联接到关节时相对于关节具有预定位置；器械，其被构造成沿着轴线将引导杆插入关节中，使得器械与引导件的接合限制引导杆的插入深度；以及铰具，其被构造成对关节进行铰除，使得铰具与引导杆的接合限制相对于关节的铰除深度。实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，铰具被构造成接纳引导杆并基于引导杆的对准来对关节进行铰除。铰具是可调整的以相对于引导杆来设置铰除深度。引导件包括第一部分和可从第一部分分离的第二部分。第一部分部分地绕着第二部分延伸且第二部分包括沿着轴线限定孔口的柱。该柱被构造成接合器械以限制引导杆的插入深度。柱的高度被针对特定病人定制，并且柱的端部被构造成接合器械。器械被构造成响应于与引导件的接合而停止驱动引导杆。为了响应于与引导件的接合而停止驱动引导杆，器械被构造成减少去往被联接至引导杆的驱动器的功率或将被联接到引导杆的钻头从驱动器释放。在附图和下面的描述中阐述的一个或多个实施方式的细节。根据描述和附图以及根据权利要求，其他特征、目的以及优点将变得明显。
图1是与髋臼接合的外科手术引导件的透视图。图2是被联接到对准柱的外科手术引导件的透视图。图3是外科手术引导件和对准柱的透视图，示出了驱动器。图4是外科手术引导件和对准柱的透视图，示出了安装在髋臼中的引导杆。图5是外科手术弓丨导件的透视图，示出了引导杆。图6是外科手术引导件和对准柱的透视图。图7是插入髋臼中 的引导杆和被联接到引导杆的铰具穹顶的剖面侧视图。图8是铰具穹顶的透视图。图9是替代的外科手术引导件的透视图。图10是图9的外科手术引导件的剖面侧视图，具有引导杆以及与驱动器一起使用的连接器。图11是替代的铰具穹顶的透视图。图12是铰具的把手的剖面透视图。图13是撞击器的剖面透视图。图14是流程图，示出用于制造具有病人匹配特征的设备的过程。各图中的相同参考标号表示相同的元件。
具体实施例方式参照图1和2，外科手术引导件10可用于建立相对于病人的关节的外科手术对准。可以针对病人解剖结构对外科手术引导件10进行定制。外科手术引导件10可以包括在预定取向上与病人解剖结构配合的病人匹配特征。对于髋关节的关节成形术，例如，外科手术引导件10或诸如模块化对准柱30 (图2)的可去除模块能够在与病人解剖结构接合时相对于髋臼限定髋臼撞击轴线。外科手术引导件10或可去除模块还可以包括病人匹配特征，其例如建立用于插入引导杆或用于对髋臼进行铰除的病人特定深度。
虽然本文所述的技术和设备一般地构造成用于病人的髋白上的手术，但该技术和设备还可以用于解剖结构的其他部分上的手术，诸如股骨头、关节窝、肱骨、桡骨、尺骨、腓骨、胫骨、近侧股骨、脚、踝、腕、肢端或其他骨或软骨区域。可以通过对用磁共振成像(MRI)、X射线(包括数字X射线)、超声波、计算机断层成像(CT)或其他技术获取的数据进行成像来指示病人解剖结构的特征。可以处理成像数据以产生病人解剖结构的三维模型，并且可以识别病人解剖结构的感兴趣特征。基于模型所指示的表面和轮廓，可以将设备的表面、轮廓、尺寸及其他特性制造成与病人解剖结构匹配，如相对于图14进一步描述的。参考图1和6，引导件10包括符合或基本符合病人的髋白72的至少一部分的病人匹配外表面11。在所示示例中，病人匹配表面11的几何结构促进实质符合性或在基本唯一的位置和/或取向上配合到特定病人的髋白72(例如，在髋白72内的单个位置、型式、倾斜度和/或其他旋转位置)。病人匹配表面11不需要在引导件10的整个外表面上连续地延伸。相反，外表面的仅仅一些选定部分可以包括病人匹配表面11。可以对病人匹配表面11进行纹理化以改善引导件10相对于病人的髋白72的总体稳定性。例如，该纹理化可以包括锯齿、点、交叉线、凹槽、脊、凸块或倒钩，其增加病人的髋白72与病人匹配表面11之间的摩擦。可以将引导件10的尺寸设置为被基本或完全接收在髋白72中。在某些实施方式中，引导件10可以延伸超过髋曰72并且可以包括病人匹配表面，病人匹配表面被构造成符合病人的骨盆70的其他部分，包括例如髋白缘74和骨盆70的其他非关节表面。引导件10还可以限定一个或多个孔口 18，其 每个可以接收销20或其他紧固件以将引导件10固定到髋臼72。弓丨导件10包括侧壁14，侧壁14限定孔口12和缝槽16。孔口 12可以被限定为穿过引导件10的大致中心位置。可以从孔口 12至引导件10的外边缘17限定缝槽16，因此限定通过引导件10的中心至引导件10的周界或外边缘17的开放通道。因此，引导件10可以是基本新月形的，外边缘17除了被缝槽16断开之外基本未断开。作为替代，为了获得增加的结构强度，支撑结构可以跨越缝槽16延伸。例如，支撑结构(未示出)可以沿着外边缘17延伸，使得引导件10的边缘的圆周未断开。在引导件10与髋臼72配合时，孔口 12和缝槽16的位置可以对应于特定解剖特征。例如，孔口 12和/或缝槽16可以被限定在对应于圆韧带的位置处。因此可以将引导件10的尺寸设置为在与骨盆70配合时容纳病人的圆韧带。引导件10可将圆韧带接纳到孔口 12、缝槽16和/或引导件10的外表面中的凹陷内。结果，外科医生为了将引导件10插入髋臼72中不需要去除圆韧带。类似地，可以将引导件10的尺寸设置为使得当引导件10与髋臼72配合时，孔口12和缝槽16的位置对应于病人的髋白窝的位置。孔口 12和/或缝槽16的位置可以在引导件10与髋白72配合时导致髋白窝被部分地暴露或基本完全暴露。壁14还可以在对应于骨盆70的髋臼切迹76的位置处限定缝槽16。例如，缝槽16可以在引导件10与髋臼72配合时跨越髋臼切迹76。在某些实施方式中，引导件10的外表面(其可以是也可以不是与病人匹配表面11同延的)可以绕着引导件10的中心延伸至少270度，缝槽16被对准在髋臼切迹76处。
可以将限定孔口 12的壁14构造成接收模块化对准柱30。引导件10和对准柱30可以是可拆卸的。作为模块化柱30的替代，可以将引导件10和柱或其他对准特征形成为
单个一体单元。柱30可以接触但不必接触髋白72。在某些实施方式中，柱30的端部31包括基本符合髋白72的一部分的病人匹配表面。因此，柱30的端部31可以在单个位置和/或取向上与髋白72配合。柱30的病人匹配表面可以包括这样的几何结构，其充分地符合病人的特定解剖结构以建立柱30在引导件10中的期望旋转位置。壁14可以包括配合结构以在预定取向上联接到柱30。因此，可以通过柱30与引导件10的接合来确定柱30相对于病人解剖结构的位置。可以提供附加或替代的结构以建立柱30相对于孔口 12的期望旋转取向和/或柱30在孔口 12中的期望深度。例如，可以将引导件10的侧壁14和柱的侧壁32中的一者或两者(或与之相关联的其他结构)结构化、确定尺寸、定位和/或定向以建立柱30在孔口 12中的深度和/或柱30相对于孔口 12的旋转取向。侧壁14和32可以包括键连接结构，其相互作用以限制柱30沿着孔口 12的旋转取向和深度中的一者或两者。柱30可以限定对准轴线35，使得当引导件10和柱30被联接到髋白72时，对准轴线35相对于髋白72以预定取向定向。柱30可以限定孔口 34以接收引导杆或钻头以便插入髋白72内。可以基于病人特定数据来预操作地确定孔口 34的取向，使得其与引导杆的期望轨迹共线。柱30还可以包括深度限制特征，深度限制特征被构造成接合外科手术器械以限制引导杆被植入髋白72中的深度。深度限制特征可以是例如柱30的端部36，其具有由柱30的长度L设定的相对于髋曰72的位置。可以将柱30的端部36构造成与外科手术器械相互作用以限制铰除或钻孔或引导杆的插入。例如，端部36可以充当阻止器械(诸如用于引导杆的驱动器)进一步前进的机械止动部。端部36还可以接合开关或其他机构以终止外科手术器械的前进。可以例如基于针对特定病人而确定的期望钻进深度、将要被插入的引导杆的已知特性以及将要被使用的器械的特性来确定柱30的长度L。如使用病人骨盆70的成像数据所确定的模型所指示的，可以从病人的骨解剖结构来确定引导杆的期望插入深度。例如，可以将期望插入深度选择为提供足够的深度，使得引导杆达到与骨盆70的皮层质骨的稳定且牢固的接合。另外，可以将插入深度选择为使得引导杆不穿过髋白72的内侧壁突出。在某些实施方式中，引导杆的特征可以在引导杆的安装之后限制髋臼72的铰除深度(参见图7)。因此，还可以在选择长度L时考虑髋白72的期望铰除深度。柱30可以是定制的以限定病人特定插入深度。替代地，柱30可以选自具有标准尺寸的一组柱，该标准尺寸具有逐渐变化的长度。外科医生因此可以为病人选择提供适当长度L的柱30以设置病人特定插入深度。在某些实施方式中，深度限制特征可以是除柱30的端部36相对于髋白72的位置之外的特征。例如，深度 限制特征可以替代地是侧壁32的结构或孔口 34内的结构。作为替代，深度限制特征可以是引导件10的一部分。参考图1至5，外科医生可以使用引导件10和柱30来建立预定的外科手术对准。参考图1，外科医生将引导件10插入髋臼72中并使引导件10定向成使得引导件10与髋臼72配合。由于引导件10容纳圆韧带，所以外科医生不需要去除圆韧带。外科医生然后可以插入一个或多个销20穿过孔口 18以将引导件10固定到髋臼72。参考图2，外科医生将柱30插入引导件10的孔口 12中。可以例如通过与髋臼72的接合和/或与引导件10的侧壁14的接合而将柱30定位于稳定的预定位置。在该预定位置，柱30限定用于外科手术程序的对准轴线35，并且其尺寸被设置成限制引导杆至病人特定深度的插入。在某些实施方式中，对准轴线35延伸至髋臼窝中，并且因此柱30被定位在髋臼窝上。柱30和对准轴线35可以替代地被限定在髋白72的不同部分处，并且其不需要居中地定位。参考图3和4，外科医生将引导杆60插入柱30的孔口 34中，使引导杆60沿着对准轴线35对准。外科医生使用驱动器50或其他器械来使引导杆前进至髋白72中。驱动器50可以是任何工具，无论是电动的还是手动的，其帮助外科医生使引导杆60前进至髋臼72或病人解剖结构的其他部分中。引导杆60可以是任何杆、轴或销，其被插入髋臼72中并突出至少某个距离以因此充当用于其他外科手术器械的引导件。如果期望的话，引导杆60可以具有用以与髋臼72中的骨接合的结构(诸如螺纹)。在某些实施方式中，引导杆60是在端部上具有螺纹的细长销，使得其能够被可去除驱动器50旋转地驱动到髋白中。可去除驱动器50和引导杆60两者可以包括用于彼此相互作用以 将驱动器的旋转运动转换成引导杆的旋转运动的结构。例如，引导杆60可以包括具有扁平部分的柄，该扁平部分用于接收在驱动器50中的适当形状的孔口中以将两个结构联接在一起。一旦驱动器50的台肩51接触柱30的端部36，则驱动器50不能使引导杆60更进一步前进至髋白72中。因此，驱动器50与柱30的接合阻止引导杆的过度钻进或过深的插入。另外，通过插入引导杆60直至驱动器60接合柱30，外科医生可以保证引导杆60充分地进入解剖结构并到达优选的或病人特定的深度。在某些实施方式中，驱动器50与柱30的接合可以使销从驱动器脱离以限制进一步插入。作为替代，与柱30的接合可以触发开关，其切断去往机动化驱动器的功率以限制进一步插入。参考图4，驱动器50被去除，并且示出了被以期望钻进深度插入髋臼72中之后的引导杆60。参考图5,可以将柱30从引导杆30周围去除或使其从引导杆60滑落，将引导杆60留在适当位置。在某些实施方式中，柱30相对于引导件10的旋转取向可以影响柱30相对于病人特定解剖结构的高度，并且柱30的病人匹配表面(例如，在端部31处)可以有助于确保柱30在位于病人解剖结构上时的高度与手术前计划一致。一旦引导杆60被插入髋臼72内，则外科医生可以去除引导件10。由引导件10限定的缝槽16开放到引导件10的周界。此开放有助于引导件10从引导杆60的去除而没有干扰引导杆60的位置和/或取向的显著风险。外科医生可以在必要时通过例如使其在髋臼72和缝槽16内来回移动来操纵引导件10，而不干扰引导杆60。此外，缝槽16和孔口 12通过减小病人匹配表面11与髋臼72之间的吸力来促进引导件10的去除。缝槽16不是必须的，并且在某些实施方式中，引导件可以不限定缝槽16。外科医生可以在引导杆60穿过孔口 12的情况下通过直接在引导杆60上拉动引导件10来去除没有缝槽16的引导件。在这种实施方式中，病人匹配表面11或引导件的外表面的凹陷部分可容纳圆韧带(例如，对应于骨盆70的位置75 )。一旦引导件10被去除，则引导杆60保持在适当位置以充当用于其他外科手术器械的引导件，其他外科手术器械也可以包括病人匹配特征以确保保持期望的深度。例如，可能期望仅从髋白72铰除一定量的骨。参考图7和8，可以提供铰具穹顶80，其限定孔口 84以接纳引导杆60。铰具穹顶80可以包括具有距离D的台肩82，其尺寸被设置为保持期望的铰除深度。在使用中，引导杆60上的台肩62接触铰具穹顶80的台肩82，阻止铰具穹顶80铰除骨解剖结构超过期望的铰除深度。另外，外科医生知道在实现台肩62、82之间的接触之前不停止铰除。作为替代，器械的一部分可以接合引导杆60的端部61 (而不是台肩62)以限制铰除的深度。在某些实施方式中，引导杆60的长度、引导杆60上的台肩62的位置、铰具穹顶80的距离D及其他参数可以是病人匹配的。在某些实施方式中，可以使用标准器械和/或引导件，并且病人特定插入深度可以限定铰除深度。可以调整引导杆60的插入深度(在由病人解剖结构的模型所指示的可接受范围内)，使得台肩62或端部61相对于病人的髋臼72位于适当的位置处以设置优选的铰除深度。图9至13示出了能够用来以期望深度和取向将假体插入髋臼72中的其他设备。参考图9和10，引导件110的尺寸被设置为配合在病人的髋臼72内。在某些实施方式中，引导件110的外表面的至少一部分包括病人匹配表面122，其基本符合病人的髋臼72的至少一部分。病人匹配表面122可以仅在一个位置和/或取向上符合或配合到髋臼72，并且可以包括如上文针对引导件10的病人匹配表面11所述的特征。
如果需要的话，引导件110可以限定孔口 118，孔口 118的尺寸被设置为接收销120以将引导件110固定到髋臼72(如图10中所示)。另外，引导件110可以限定孔口 112，孔口 112穿过引导件110的延伸部分114或其他一体性部分。孔口 112的尺寸被设置为接收将要被插入髋臼72内的引导杆160。可以基于病人特定数据来预操作地确定孔口 112的取向，使得孔口 112与引导杆160的期望轨迹共线。引导杆160可以是任何杆、轴或销，其被插入髋臼72中并突出至少某个距离以因此充当用于其他外科手术器械的引导件。如果期望的话，引导杆160可以具有用以与髋臼72中的骨接合的结构(诸如螺纹或倒钩)。图10是剖面图，示出了被插入髋臼72中的引导杆160。可以将连接器170与驱动器(未示出)一起使用以保证引导杆160被插入在髋白72内的期望钻进深度处。与驱动器一起使用的连接器170可以设置有基于与插入的期望钻进深度有关的病人特定数据的长度。在其他实施方式中，连接器170可以是标准长度，并且其深度可以由柱来控制，该柱包括使用病人特定数据来限定的孔口。一旦驱动器与连接器170的端部171进行接触，则驱动器不能使引导杆160前进至髋白72中更多。因此，引导杆160将不会被插入超过(或小于)期望的钻进深度。在插入引导杆160之后，可以将连接器170从引导杆160去除，可以将销120从引导件110去除，并且可以将引导件110从髋臼72去除，因此将引导杆160留在髋臼72内的适当位置。弓丨导杆160充当用于其他外科手术器械的引导件，诸如铰具(图11和12)或撞击器190 (图13)。此类其他外科手术器械也可以包括病人匹配特征以保持期望的深度。例如，可以提供铰具穹顶180和把手184以对髋白72进行铰除。可以以各种方式将铰具穹顶180联接到把手184。例如，可以为穹顶180提供十字杆件182，十字杆件182被接收在把手184的端部处的凹口 183内。十字杆件182将把手184上的可缩回销185向下压，并且然后穹顶180相对于把手184旋转，使得十字杆件182被接收在凹口 183上的底切部内。可以替代地使用诸如螺纹的其他结构。参考图12，铰具把手184限定接纳引导杆160的中心孔口 186。随着外科医生对髋臼进行铰除，引导杆160在孔口 186内前进。最后，引导杆160的端部161接合孔口 186内的表面187，使得铰具“降至最低点”。当引导杆160接触邻接表面187时，外科医生不能更进一步地对髋白72进行铰除。孔口 186的长度D1可以基于病人的成像数据。铰具把手184可以是可调整的以改变长度Dp如果仅仅应将病人的髋臼72铰除至特定深度，则可以基于期望深度并将例如弓丨导杆160的长度和引导杆160相对于髋臼72的位置考虑在内来设置长度Dp例如，当引导杆160被安装在已知插入深度处且引导杆160具有已知长度时，长度D1可以等于引导杆160的长度减去插入深度加上期望铰除深度。作为调整铰具的特性的替代，可以使用具有病人特定长度的引导杆。参考图13，撞击器190的把手可以限定接纳引导杆160的中心孔口 191。孔口 191可以是通孔，其引导沿着引导杆160的轴线的撞击，但是并不降至最低点抵靠引导杆160的端部161。可以将撞击器190构造成在撞击期间并不撞击引导杆160的端部161，从而避免驱动引导杆160穿过髋臼72的内侧壁或损坏引导杆160所接合的皮层质骨。因此，可以用具有本文所述病人匹配特征的设备来执行外科手术。例如，外科医生使髋关节脱位，产生用于进入关节的切口，并将引导件插入髋臼中。外科医生使病人匹配外表面与髋臼匹配，使得引导件以预定的取向接合髋臼。当使用中心柱时(如在图2中)，外科医生也可以插入柱。然后，外科医生可以使用引导件来将引导杆插入髋臼内。引导件和/或柱的病人匹配特征帮助保证引导杆仅被放置在髋臼内至某个预定深度。然后，外科医生可以去除引导件和/或柱，留下被固定在髋臼内的引导杆。接下来，外科医生可以对髋臼进行铰除以便使髋臼准备好接收植入物。如果需要的话，用来对髋臼进行铰除的外科手术工具可以包含病人匹配特征，其与引导杆上的结构接合以帮助保证髋臼被铰除期望的量。接下来，外科医生可以在髋臼内植入假体，并且如果需要的话，使用撞击器来撞击假体。参考图14，可以使用过程200来产生本文所述的具有病人匹配特征的设备。该一般讨论有关于所有的病人匹配特征(诸如病人匹配表面122或本文所述的任何期望深度)。过程200包括获得关于特定病人解剖结构的几何结构或其他方面的成像数据(202)。成像数据可以包括关于感兴趣的骨和/或软骨表面的数据或足以确定用于铰除或钻孔的相关机械轴线或期望深度的数据。可以用磁共振成像、X射线(包括数字X射线)、超声波、计算机断层成像(CT)或其他技术来获得成像数据。为了便于参考，本公开一般地提及“成像数据”，然而在某些实施方式中，可以使用非基于图像的技术来获得关于感兴趣解剖结构的足够数据。在某些实施方式中，成像数据并未涉及感兴趣解剖结构的整个部分(例如，整个髋白)，而是替代地，仅涉及某些关键或期望的解剖点或区域(例如，髋白的内侧部分)。可以处理成像数据以限定病人匹配设备的性质(204)，包括限定尺寸被设置为符合病人解剖结构的一些部分的表面轮廓。术语“病人匹配设备”一般用来指代本文所述的任何具有病人匹配特征的设备。处理成像数据可以包括例如产生病人解剖结构的三维模型，并且识别器械和/或植入物相对于病人解剖结构的(一个或多个)期望位置、(一个或多个)取向或(一个或多个)深度。处理成像数据还可以包括指定对准轴线、切割平面或其他结构或参照物。在某些实施方式中，病人匹配设备或其一部分是基于三维模型、所指定的参考数据及其他输入自动地(例如以编程方式)限定的，诸如“坯件”，可从该坯件限定病人匹配设备。可以相对于病人解剖结构的三维模型来限定用于特定病人的外科手术对准轴线或其他外科手术对准。可以将上述病人匹配设备形成为相对于病人解剖结构来限定外科手术对准轴线。在外科手术期间，病人匹配设备可以相对于病人解剖结构指示期望手术对准的位置和取向，例如当设备被配合至病人的髋臼时。为了相对于模型限定外科手术对准轴线，可以相对于模型来确定用于病人的解剖参照系的位置。例如，用于获取成像数据的成像设备(诸如MRI扫描仪或CT扫描仪)的对准可被用作解剖参照系的近似。例如，如果病人平躺在MRI工作台上，则平行于工作台的平面大致在病人的冠平面中。矢平面沿着工作台的长度垂直于工作台延伸，并且横向平面垂直于冠平面和矢平面。作为替代，可以在模型中识别解剖标记，并且可以基于标记的位置来限定解剖参照系。例如，可以通过对应于腰脊柱的点、对应于耻骨联合的点以及对应于尾骨的点中的一个或多个来限定病人的矢平面。可以通过对应于耻骨联合的点(或耻骨的嵴的前末端)和髂骨的上前脊柱的前末端来限定耻髂轴线。可以将冠平面限定成垂直于矢轴线并包括与耻髂轴线相交。可以将横向平面限定成垂直于矢平面和冠平面。
在针对模型确定解剖参照系之后，可以相对于解剖参照系限定对准轴线。可以限定对准轴线的取向，使得髋臼杯沿着对准轴线到髋臼中的安装导致髋臼杯相对于病人解剖结构的期望倾斜角和/或前倾角。对准轴线的取向可以垂直于代表处于其安装位置的髋臼杯的面的平面。可以针对特定病人确定髋白杯的倾斜角和前倾角。可以将对准轴线限定成与病人髋关节的运动中心相交。可以将旋转中心确定为例如近似髋白表面的最佳拟合球体的中心。可以通过将球体数据拟合到模型的髋白并识别球体的中心来确定旋转中心。在某些实施方式中，不是确定对准轴线相对于病人的解剖参照系的取向，而是可以将对准轴线的取向限定为垂直于模型的髋臼缘的取向。可以生成与模型的髋臼缘上的点相交的最佳拟合平面。然后，可以将对准轴线限定成垂直于最佳拟合平面并与最佳拟合球体的中心相交。在某些实施方式中，可以使用计算设备(无论是单个设备还是联网系统)来执行上述操作中的一个或多个。此类计算机设备可以包括一个或多个存储设备、一个或多个处理器以及提供输入和输出接口的子系统，其能够有助于上述步骤中的至少一些，包括创建一个或多个模型。可以使用计算机辅助设计(CAD)软件包或另一类型的设计软件包来执行上述步骤中的一个或多个。
过程200可以包括产生或制造病人匹配设备(206)。可以用来制造该设备的技术的示例包括例如机械加工、三维打印、选择性激光烧结以及模制工艺。已经描述了许多实施方式。无论如何，将会理解的是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以实现 各种修改。因此，其他实施方式在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种外科手术引导件，包括: 第一部分，所述第一部分包括外表面，所述外表面被构造成符合特定病人的髋白的一部分，所述第一部分被构造成容纳病人的圆韧带， 所述第一部分被构造成接收第二部分，所述第二部分包括(i)对准部分，所述对准部分限定对准轴线，使得当所述外科手术引导件被联接到髋曰时，所述对准轴线相对于髋臼以预定取向定向，以及(ii)深度限制特征，所述深度限制特征被构造成限制引导杆沿着所述轴线至病人特定插入深度的插入。
2.权利要求1的外科手术引导件，其中，所述第一部分限定凹陷，所述凹陷被构造成接纳圆韧带。
3.权利要求1的外科手术引导件，其中，所述第一部分是基本新月形的。
4.权利要求1的外科手术引导件，其中，所述第一部分的尺寸被设置为在被接合到髋臼时不覆盖髋臼窝。
5.权利要求1的外科手术引导件，其中，所述第一部分限定在一位置处穿过所述第一部分的开口，在所述第一部分被联接到髋白时，该位置对应于髋白窝的位置。
6.权利要求1的外科手术引导件，其中，所述第一部分包括壁，所述壁在一位置处限定缝槽，在所述第一部分被联接到髋白时，该位置对应于髋白切迹的位置。
7.权利要求6的外科手术引导件，其中，所述缝槽跨越髋曰切迹。
8.权利要求1的外科手术引导件，其中，所述外表面的尺寸被设置为在单个预定取向上与髋臼配合。
9.权利要求1的外科手术引`导件，其中，所述第二部分能够从所述第一部分分离，并且所述第二部分被构造成在预定取向上接合所述第一部分。
10.权利要求1的外科手术引导件，其中，所述对准部分包括柱，所述柱沿着所述对准轴线限定通孔。
11.权利要求10的外科手术引导件，其中，所述深度限制特征是所述柱的病人特定高度。
12.权利要求1的外科手术引导件，其中，所述深度限制特征被构造成接合器械以防止所述引导杆插入超过所述病人特定插入深度。
13.权利要求1的外科手术引导件，其中，所述第二部分包括第二外表面，所述第二外表面的尺寸被设置为符合病人的解剖结构。
14.权利要求1的外科手术引导件，其中，所述深度限制特征的尺寸被设置为限制引导杆的插入而不穿过髋白的内侧壁突出。
15.权利要求1的外科手术引导件，其中，所述病人特定插入深度允许所述引导杆与髋臼的皮层质骨的牢固接合。
全文摘要
一种外科手术引导件可包括第一部分，该第一部分包括被构造成符合特定病人的髋臼的一部分的外表面。第一部分可以被构造成容纳病人的圆韧带。该外科手术引导件可以被构造成接收第二部分，该第二部分包括限定对准轴线的对准部分，使得当外科手术引导件被联接到髋臼时，对准轴线相对于髋臼以预定取向定向。该第二部分可以包括深度限制特征，深度限制特征被构造成限制引导杆沿着轴线至病人特定插入深度的插入。
文档编号A61F2/34GK103209652SQ201180049421
公开日2013年7月17日 申请日期2011年8月12日 优先权日2010年8月13日
发明者M.J.贝滕加 申请人:史密夫和内修有限公司