患者匹配器械的制作方法
【专利说明】患者匹配器械
[0001]相关申请的交叉引用
本申请为2012年8月9日提交的美国专利申请第61/681，455号和2012年10月18日提交的美国专利申请第61/715，565号的PCT国际申请。各个申请的公开内容通过引用以其整体并入。
技术领域
[0002]本发明的实施例大体上涉及手术器械和用于治疗骨或关节的方法，在一些情况下，本文中描述了匹配于特定患者的组织结构的手术器械。还描述了设计和使用此类手术器械的方法。
【背景技术】
[0003]常规患者匹配器械设有大表面，其构造成符合患者的独特组织结构。成功的手术结果取决于患者匹配器械提供患者匹配器械与它们设计成抵靠在其上的组织结构之间的可再生的〃确信"3D配合的能力。如果最终使用者对患者匹配器械在与患者的独特组织结构重复接合时良好配合有任何怀疑，或者如果器械看起来以相对于组织结构的多个空间定向与患者的组织结构良好配合，则通常丢弃器械，并且借助于常规的非患者特有的器械来执行外科手术。
[0004]迄今为止，用于全膝关节形成术中的至少一些患者匹配手术器械使用了组织结构接触表面，其大致为远侧股骨和近侧胫骨的关节表面的"负面〃。组织结构接触表面大体上为大表面区域，其以连续方式符合患者的组织结构的相当大区域。在一些情况下，常规手术器械通过以下提供:获得患者的组织结构的3D图像数据(例如，经由MRI扫描)、将3D图像数据分段来清楚地将骨和/或软骨组织结构的表面与周围组织勾划开、将分段数据经由CAD或其它软件转换成计算机模型、执行一个或更多个可选的二次过程(例如，光滑函数)、使用计算机模型来针对患者组织结构定制器械的一个或更多个表面，以及制造常规器械使得其适于以单个空间定向符合患者的组织结构。
[0005]在至少一些当前实践中，各个3D图像数据片段中所示的关节组织结构的大致所有部分分段，并且常规的患者匹配器械设有组织结构接触部分，其接触患者的组织结构的大致连续的区域。此类组织结构接触部分具有与患者的骨和软骨接触的大连续表面区域，并且因此，关键的是产生患者匹配器械的工程师或自动程序贯穿整个分段过程的各个步骤保持高水平的准确度和精度。即使患者匹配器械的组织结构接触表面上的仅一个或两个点是不准确、失准或以其它方式歪曲患者的真实独特组织结构，患者匹配器械可不良好配合、不适就位(sit proud)、摇摆、摆动，或可不完全配合。在此类情况下，最终使用者不太可能使用器械。在许多情况下，较差的患者匹配器械配合可归因于分段过程中的甚至很少的微小误差。
【发明内容】
[0006]下文描述且附图中示出的本发明的各种实施例提供了患者匹配器械，其设计成提供优于现有技术的改进的可重复性和再生性。患者匹配器械结合了促进一致放置和准确放置的设计特征。
[0007]本发明的适用性的另外的领域将从下文提供的详细描述变得显而易见。应当理解的是，详细描述和特定实例尽管指示了本发明的特定实施例，但仅旨在图示的目的，并且不旨在限制本发明的范围。
【附图说明】
[0008]并入在说明书中且形成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同描述用于阐释本发明的原理。在附图中:
在该情况下是由发明人制备的一组草图并且并入在说明书中且形成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同书面描述用于阐释本发明的原理、特性和特征。在附图中:
图1示出了安装在左胫骨上的患者匹配器械的侧视透视图。
[0009]图2示出了图1中所示的患者匹配器械的透视图。
[0010]图3示出了图1中所示的患者匹配器械的后前透视图。
[0011]图4示出了图1中所示的患者匹配器械的中侧视图。
[0012]图5示出了第二实施例中的安装在左胫骨上的患者匹配器械的侧视透视图。
[0013]图6示出了图5中所示的患者匹配器械的透视图。
[0014]图7示出了第三实施例中的安装在左胫骨上的患者匹配器械的侧视透视图。
[0015]图8示出了第四实施例中的患者匹配器械的上下视图。
[0016]图9示出了图8中所示的患者匹配器械的详图。
[0017]图10示出了可与上文列出的实施例中的任一个一起使用的销安装位置。
[0018]图11示出了第五实施例中的患者匹配器械的侧视透视图。
[0019]图12-15示出了图11中所示的患者匹配器械的透视图。
[0020]图16-18示出了安装在胫骨上的图11的患者匹配器械。
[0021]图19示出了第六实施例中的患者匹配器械的上下视图。
【具体实施方式】
[0022]参照附图，其中相似的附图标记指示了相似的元件，图1示出了患者匹配器械，其设计成提供优于现有技术的改进的可重复性和再生性。图1示出了置于胫骨2上的患者匹配(PM)器械100。患者匹配器械100具有第一桨叶110、第二桨叶112、本体114和切割槽口 116。桨叶110，112从本体114延伸，并且与彼此间隔开，使得桨叶110，112大体上接触中6和侧8胫骨髁。本体114可包括一个或更多个固定孔118。在绘出的实施例中，本体具有三个固定孔，但可使用任何数量的孔。固定孔118大小确定成收纳销(未示出)来将患者匹配器械100暂时地固定于胫骨2。切割槽口 116大小确定成收纳切割器械，如，往复的刀片(未示出)。本体114具有足够的深度，以向切割槽口 116提供足够的强度，使得本体的弯曲和切割器械的刮削可减少。在一些实施例中，本体114包括可用于量测对准的凹槽120。
[0023]在使用中，胫骨2经由手术切开来露出。患者匹配切割块100置于胫骨2上，并且位于原来位置。销(未示出)插入到固定孔118中。切割器械在切割槽口 116中往复，以从胫骨2的近端除去骨。
[0024]如图2中最佳所见，桨叶110，112中的一个可比另一个桨叶更薄或更厚。在绘出的实施例中，中桨叶具有大约5mm的厚度。桨叶的厚度可从大约2mm到大约15mm变动，并且更优选为从大约3mm到大约5mm变动。有益的是PM器械的一致且准确的放置最小化与组织结构的意外潜在接触。例如，一些PM胫骨器械使用高或厚的近侧桨叶，其意图加强器械来抵抗变形误差，然而，较厚的桨叶事实上可导致不能适当地放置PM器械，这是因为桨叶与一个或两个股骨髁之间的意外接触。另外，试图避免该意外接触的操作者可改变他或她的手术技术，以便在放置PM胫骨器械之前进行所有股骨切除术。这是限制性缺点，因为这样做时，排除了许多技术，该许多技术依靠股骨和胫骨上的备选切除术，用于基于关节平衡而非严格基于测量切除术来进行切除术。通过将PM胫骨器械的近侧桨叶设计成较短并且通过限制桨叶的后范围，操作者很可能以较大的准确度放置器械，并且将软组织平衡技术并入到他或她的手术技术中。这些益处远超过与放置期间PM器械的较薄桨叶的偏转相关联的非常小误差。
[0025]图3示出了本体的内患者匹配表面130。患者匹配表面130接触胫骨2的前表面10在绘出的实施例中，使用方格(cross-hatch)图案示出了患者匹配表面130。这仅强调了该区域，并且并未指示纹理或其它表面修改；但是，患者匹配区域130可具有不同于本体114的表面粗糙度的表面粗糙度。在一些实施例中，患者匹配表面130还接触胫骨的前近侧脊，使得患者匹配表面在切割槽口 116的上部和下部两者接触胫骨。这是重要的，因为双重接触提供了较大的可重复性和再生性。除患者匹配表面130之外，各个桨叶110，112具有接触表面132。患者匹配表面130和接触表面132用于关于胫骨定位切割槽口 116。
[0026]如图4中最佳可见，切割槽口 116可包括凸脊140。使用者可将切割器械置于凸脊140上，并且使用其来作为平面引导件用于切割。凸脊140可延伸超过本体114的外表面 142。
[0027]图5和图6示出了患者匹配器械200的第二实施例。在该第二实施例中，患者匹配器械200包括嵌入的对准检查器210。嵌入的对准检查器具有接收器212和桥接件214。桥接件214使接收器212与患者匹配器械200的本体216间隔开。使用者将滴棒(未示出)置于接收器212中来在进行切割之前物理地检查切割槽口 218的对准。由于一些PM器械的材料性质，故桥接件的形状具有可为有利的显著功能效果。在所示的实施例中，桥接件设计成将对准棒(未示出)在矢状平面中刚性地约束至PM器械，但在冠状平面中柔性地约束。该特定实施例的意图在于允许操作者改变PM胫骨器械的矢状对准(后斜率)，同时极大地减小PM胫骨器械的冠状对准(内翻/外翻)的操作者的无意改变。发现了 PM块的冠状对准比矢状对准更一致。通过允许使用者在使用对准棒的情况下更准确地改变矢状对准但最小化冠状对准上的对准棒的效果，桥接件形状保持了 PM器械的内在一致性，并且允许操作者修正矢状平面中的任何不一致。其它实施例还可有益于其它使用者或具有其它PM器械设计，如，定形成在矢状对准和冠状对准两者中约束的桥接件，或定形成在冠状对准而非矢状对准中约束的桥接件。
[0028]图7示出了患者匹配器械300的第三实施例。在该第三