專利名稱：骨科器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及骨科器械，并且具體地涉及可作為在患者的球窩式關(guān)節(jié)上實(shí)施的骨科手術(shù)的部件而使用的骨科器械。
背景技術(shù)：
骨科手術(shù)常常包括使用假體植入物來(lái)修復(fù)或替換關(guān)節(jié)部件。在外科手術(shù)中使用各種工具和器械來(lái)準(zhǔn)備關(guān)節(jié)，以接納植入物構(gòu)件以及安放和植入假體植入物。作為手術(shù)的一部分，可能重要的是嘗試并且確保將植入物安放在預(yù)計(jì)的位置和定向以便嘗試和實(shí)現(xiàn)手術(shù)的預(yù)計(jì)效果。因此，在骨科手術(shù)期間常常使用各種器械和導(dǎo)引器來(lái)嘗試和幫助精確地安放和定向植入物。計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)(CAS)系統(tǒng)可用來(lái)幫助計(jì)劃植入物位置和導(dǎo)航對(duì)植入物的安放。然而，此類系統(tǒng)昂貴且并非始終可予以采用。此外，一些外科醫(yī)生由于各種原因而抵觸使用CAS系統(tǒng),例如由于個(gè)人手術(shù)偏好或者由于外科醫(yī)生必須學(xué)習(xí)如何使用CAS系統(tǒng)。常常在體內(nèi)的眾多關(guān)節(jié)如膝關(guān)節(jié)上實(shí)施骨科手術(shù)，并且在實(shí)施膝部手術(shù)方面存在早已成熟的技術(shù)。髖部和肩部損傷也是常常實(shí)施骨科手術(shù)的區(qū)域。然而，在球窩式關(guān)節(jié)上實(shí)施的手術(shù)常常具有其自身的不同于在膝部手術(shù)期間所出現(xiàn)困難的特定困難。例如，在一些髖部手術(shù)中，一個(gè)重要步驟可能是將假體髖白杯構(gòu)件正確安放在患者骨盆的髖臼中。杯構(gòu)件的植入深度和/或定向?qū)τ隗y部手術(shù)的成功與否可能極為重要。根據(jù)髖白的圖像可能難以正確地安放髖白構(gòu)件，因?yàn)轶y關(guān)節(jié)的一些部件是在髖白的準(zhǔn)備期間常常被移除的軟組織，例如上唇(Iabrum)和橫向髖白韌帶。因此，患者不會(huì)有能用來(lái)引導(dǎo)安放髖臼杯的適當(dāng)或易于利用的解剖學(xué)標(biāo)志。作為另一實(shí)例，肩關(guān)節(jié)成形(arthroplasty)術(shù)中的一個(gè)重要步驟是將整個(gè)肩部假體構(gòu)件正確定位以及相關(guān)的骨骼準(zhǔn)備步驟。肩白構(gòu)件位置、其定向及其尺寸是決定手術(shù)結(jié)果的重要因素，并且骨骼準(zhǔn)備器械的不當(dāng)定位會(huì)減小患者肩部的術(shù)后運(yùn)動(dòng)范圍。具體而言，外科醫(yī)生在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)骨骼準(zhǔn)備以嘗試和滿足他們的術(shù)前手術(shù)計(jì)劃時(shí)，常常難以確定對(duì)用于病理變形的肩臼骨骼結(jié)構(gòu)的骨骼準(zhǔn)備器械的合適定位。外科醫(yī)生可基于患者解剖結(jié)構(gòu)的三維CT圖像數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行手術(shù)計(jì)劃以限定植入物尺寸和位置。CT圖像數(shù)據(jù)還可用來(lái)提供患者解剖結(jié)構(gòu)的精確模型，以幫助確定所需的骨骼準(zhǔn)備步驟。為了估計(jì)對(duì)于變形的肩臼關(guān)節(jié)炎骨骼所需的翻轉(zhuǎn)角修正(version anglecorrection),通常針對(duì)該計(jì)劃僅使用一個(gè)特定橫向CT切片。為了獲得對(duì)于適當(dāng)植入物構(gòu)件的適合骨干(bone stock)，可能難以實(shí)現(xiàn)在肩臼和肱骨上引導(dǎo)用于表面鉸削、釘孔定向的手術(shù)工具和對(duì)于墊板(Metaglene)鎖定螺釘?shù)能壽E。通常，外科醫(yī)生僅可使將進(jìn)行手術(shù)的骨骼結(jié)構(gòu)有限地暴露，以便他們的介入并便于他們識(shí)別與患者解剖結(jié)構(gòu)相關(guān)的器械位置和定向。過(guò)去使用的用于現(xiàn)場(chǎng)傳送手術(shù)計(jì)劃信息的器械和模板并未設(shè)計(jì)成同時(shí)滿足它們的與3D圖像或立體定位坐標(biāo)系有關(guān)的功能。過(guò)去已使用模板，但該模板設(shè)計(jì)成僅視覺(jué)地提供肩白尺寸和中心信息。模板在骨骼上的位置并未為準(zhǔn)備器械提供對(duì)所計(jì)劃位置的引導(dǎo)或反饋。其它器械設(shè)計(jì)成僅針對(duì)克氏針(k-wire)和/或偏心鉆頭的進(jìn)入點(diǎn)位置，而且還未使用例如相對(duì)于肩臼和肩胛骨平面的定向信息。因此，對(duì)于球窩式關(guān)節(jié)上的關(guān)節(jié)成形術(shù)操作而言，明顯難以將所計(jì)劃的植入位置傳送到手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)以便允許提供用于引導(dǎo)在手術(shù)期間所使用器械的定向位置。因此，將有益的是提供一種可用來(lái)改善在球窩式關(guān)節(jié)上實(shí)施的骨科手術(shù)的器械。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供有一種用于對(duì)患者實(shí)施的球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)的患者 專用器械。該器械可包括用于將器械附接到患者的關(guān)節(jié)窩(socket)上的附接機(jī)構(gòu)。該附接機(jī)構(gòu)可至少具有能接合患者的關(guān)節(jié)窩邊沿的第一部件和第二部件。每個(gè)部件都可成形為與關(guān)節(jié)窩邊沿的相應(yīng)部分的形狀相匹配。該器械還可包括本體，該本體帶有用于引導(dǎo)將在肩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的構(gòu)件的至少一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(guide formation)。該器械還可包括鎖定機(jī)構(gòu)，借助該鎖定機(jī)構(gòu)可將本體和附接機(jī)構(gòu)組裝成該患者專用器械。當(dāng)已組裝時(shí)，該患者專用器械僅可在單一預(yù)先計(jì)劃的位置處附接到患者的關(guān)節(jié)窩上。由于附接機(jī)構(gòu)構(gòu)造成與患者的骨骼關(guān)節(jié)窩的邊沿的至少兩部分的形狀相匹配，并且該器械的構(gòu)件僅在附接結(jié)構(gòu)正確地定位并安裝在骨骼關(guān)節(jié)窩上時(shí)才能組裝并鎖定在一起以形成該器械，故該器械相對(duì)于關(guān)節(jié)窩自動(dòng)地正確安放。否則，該器械會(huì)由于其部件與該器械的附接部件的患者解剖結(jié)構(gòu)特定形狀的互鎖性質(zhì)而無(wú)法組裝。此外，該器械在安裝在關(guān)節(jié)窩的邊沿上時(shí)會(huì)保持組裝，因?yàn)殛P(guān)節(jié)窩本身有助于該器械在其組裝狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。患者的關(guān)節(jié)窩或骨骼關(guān)節(jié)窩可以是具有可附接該器械的充足的一個(gè)或多個(gè)邊沿部分的任何解剖學(xué)凹狀部。例如，關(guān)節(jié)窩可以是患者的肩臼或髖臼。鎖定機(jī)構(gòu)可完全地或至少部分地通過(guò)器械組成構(gòu)件的各部分或部件的形狀提供。亦即，可不需要輔助或單獨(dú)的固定件來(lái)將器械的構(gòu)件組裝并鎖定在一起。該鎖定機(jī)構(gòu)可為互鎖機(jī)構(gòu)，和/或該鎖定機(jī)構(gòu)的部件可為互鎖機(jī)構(gòu)。鎖定或互鎖機(jī)構(gòu)可由器械的一個(gè)或多個(gè)部件的形狀提供。該鎖定或互鎖機(jī)構(gòu)可完全是機(jī)械的。該鎖定或互鎖機(jī)構(gòu)可構(gòu)造或布置成使得該器械只能以單個(gè)唯一的構(gòu)型組裝。該器械的構(gòu)件的一部分或全部能以單一方式附接或連接到這些構(gòu)件的其它構(gòu)件。本體可包括用于引導(dǎo)不同構(gòu)件的多個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。因此，同一器械可用來(lái)引導(dǎo)在手術(shù)的不同階段期間使用的構(gòu)件而不必重新配置或調(diào)節(jié)該器械。該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)或每個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)可采用孔口或通道的形式。該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)或每個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)可構(gòu)造成在使用中接納在關(guān)節(jié)成形手術(shù)期間所用的各種不同構(gòu)件、工具、準(zhǔn)備器械、固定件或器械。例如，該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)或每個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)可構(gòu)造成用以引導(dǎo)克氏針、鉆頭、骨骼準(zhǔn)備器械、鉸刀、磨錐(burr)、螺釘、銷或插塞。附接機(jī)構(gòu)可包括至少三個(gè)部件，每個(gè)部件都可接合關(guān)節(jié)窩的邊沿，各部件均成形為與關(guān)節(jié)窩邊沿的相應(yīng)部分的形狀相匹配。三個(gè)部件有助于使該器械至關(guān)節(jié)窩的附接穩(wěn)定。此外，使用三個(gè)部件可減小用以確保各部件可唯一地附接到它們各自的關(guān)節(jié)窩邊沿部分上所需的部件尺寸。附接機(jī)構(gòu)的各部件可成形為在圍繞關(guān)節(jié)窩邊沿周邊的方向上和/或在大致橫向于關(guān)節(jié)窩邊沿周邊的方向上與它們各自的關(guān)節(jié)窩部分的形狀相匹配。附接機(jī)構(gòu)的部件可為分離的部件。附接機(jī)構(gòu)的部件可采用卡夾(clip)的形式。附接機(jī)構(gòu)的部件可為同一結(jié)構(gòu)的部件。也就是說(shuō)，它們可全部作為較大結(jié)構(gòu)的一體部件形成。本體可包括多個(gè)部件。本體的多個(gè)部件中的一個(gè)可具有復(fù)雜形狀的表面，該表面可與本體的多個(gè)部件中的另一部件上的匹配形狀的表面相配合，使得本體只能以單個(gè)唯一的構(gòu)型組裝。本體可具有大體彎曲形狀，例如圓形、橢圓形、弧形(round)或卵形。本體的各部件可包括附接機(jī)構(gòu)的相應(yīng)部分。也就是說(shuō)，附接機(jī)構(gòu)的一部分可作為 本體部件的一體部件提供。本體的部件的匹配結(jié)構(gòu)可提供鎖定機(jī)構(gòu)。該匹配結(jié)構(gòu)可包括一 個(gè)或多個(gè)凸耳(Iug)和成形為用以接納該一個(gè)或多個(gè)凸耳的一個(gè)或多個(gè)凹部。附接機(jī)構(gòu)可作為與本體或本體部件完全分離的一個(gè)或多個(gè)部件提供。鎖定機(jī)構(gòu)可由本體和附接機(jī)構(gòu)的部件上的匹配結(jié)構(gòu)提供。該匹配結(jié)構(gòu)或每個(gè)匹配結(jié)構(gòu)可包括一個(gè)或多個(gè)凸耳和成形為用以接納該一個(gè)或多個(gè)凸耳的一個(gè)或多個(gè)凹部。附接機(jī)構(gòu)可部分地或完全地為形狀記憶材料。該形狀記憶材料可在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，其中，在第一狀態(tài)中可向肩白提供該器械，而在第二狀態(tài)中附接機(jī)構(gòu)在單個(gè)預(yù)先計(jì)劃的位置處將該器械附接到肩白上。該形狀記憶材料可具有與它意圖在第二狀態(tài)中附接到其上的肩白部分的形狀相匹配的形狀。附接機(jī)構(gòu)未由形狀記憶材料制成的部分可具有與它意圖附接到其上的肩臼部分的形狀相匹配的形狀。附接機(jī)構(gòu)可至少部分地為形狀記憶材料。該形狀記憶材料可允許附接機(jī)構(gòu)的部件中的一個(gè)或多個(gè)或每個(gè)變換為與關(guān)節(jié)窩邊沿的相應(yīng)邊沿部分的形狀相匹配的形狀。本體可包括框架部件。本體還可包括芯部。芯部可接納在框架中。該芯部可包括上述至少一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。可設(shè)置又一芯部，該芯部可代替框架中的芯部。該又一芯部可包括又一引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。鎖定機(jī)構(gòu)可由框架和附接機(jī)構(gòu)的部件上的匹配結(jié)構(gòu)提供。匹配結(jié)構(gòu)可包括一個(gè)或多個(gè)凸耳和成形為用以接納該一個(gè)或多個(gè)凸耳的一個(gè)或多個(gè)凹部?；颊邔Ｓ闷餍颠€可包括允許芯部以單個(gè)位置接納在框架中的限制器(limiter)或鍵接構(gòu)件。該限制器可采用機(jī)械止擋件的形式。該限制器可防止芯部相對(duì)于框架的旋轉(zhuǎn)。該限制器可進(jìn)行調(diào)節(jié)以允許相對(duì)于框架改變芯部的位置。該限制器可從框架移除?？蚣芸赏耆鼗蛑辽俨糠值赜蓮椥圆牧现瞥?。附接機(jī)構(gòu)的部件可作為框架的部件提供?？蚣芸捎糜谠趯⒃撈餍到M裝并附接到肩白上時(shí)促使附接機(jī)構(gòu)的部件接合在關(guān)節(jié)窩的邊沿周圍。該器械的一部分可包括面向關(guān)節(jié)窩的表面，并且該面向關(guān)節(jié)窩的表面成形為與當(dāng)僅在單個(gè)預(yù)先計(jì)劃的位置處將該器械附接到患者的關(guān)節(jié)窩上時(shí)該面向關(guān)節(jié)窩的表面將鄰接抵靠其的患者關(guān)節(jié)窩部分的形狀相匹配。關(guān)節(jié)窩的該部分可為關(guān)節(jié)窩的內(nèi)腔表面的一部分或鄰近關(guān)節(jié)窩邊沿的關(guān)節(jié)窩部分，并且要么朝向關(guān)節(jié)窩的內(nèi)腔，要么遠(yuǎn)離關(guān)節(jié)窩的內(nèi)腔。器械的該部分可為本體的一部分或全部或者本體的一個(gè)部件。器械的該部分可為一個(gè)、多個(gè)或全部附接部件的一部分或全部或者附接部件的一部分。
患者專用器械可現(xiàn)場(chǎng)拆卸。也就是說(shuō)，該器械可在附接到患者骨骼上時(shí)拆卸，以便提供對(duì)手術(shù)部位的更好接近。鎖定機(jī)構(gòu)可構(gòu)造成用以允許拆卸該器械。鎖定機(jī)構(gòu)可包括至少一個(gè)或多個(gè)互鎖部件或者可包括完全互鎖的部件。本發(fā)明還提供了一種部件套件(kit)，其包括如根據(jù)本發(fā)明的前述方面的患者專用器械和帶有用于引導(dǎo)將在球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的又一構(gòu)件的至少又一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的又一本體。該又一本體可替代器械的本體，以允許實(shí)施關(guān)節(jié)成形手術(shù)的不同步驟。因此，提供了一種模塊化系統(tǒng)，其允許換入和換出本體來(lái)允許引導(dǎo)在外科手術(shù)的不同階段期間使用的不同構(gòu)件、工具、器械、固定件和其它部件。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供有一種用于制造在對(duì)患者實(shí)施的球窩關(guān)節(jié)成形手·術(shù)中使用的患者專用器械的方法。該方法可包括采集表示患者的至少骨骼關(guān)節(jié)窩的三維圖像的圖像數(shù)據(jù)。利用所采集的圖像數(shù)據(jù)，可計(jì)劃將在球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的位置和/或定向?；颊邔Ｓ闷餍悼稍O(shè)計(jì)為具有多個(gè)部件，該多個(gè)部件可組裝并鎖定在一起以在無(wú)需利用輔助固定件的情況下僅在單個(gè)預(yù)先計(jì)劃的位置處附接到患者的關(guān)節(jié)窩上來(lái)提供用于朝向所計(jì)劃位置和/或定向引導(dǎo)構(gòu)件的導(dǎo)引器。患者專用器械可根據(jù)該設(shè)計(jì)進(jìn)行制作。球窩關(guān)節(jié)可為肩部或髖部。例如，可采集患者肩部或髖部的CT圖像。計(jì)劃軟件可用來(lái)計(jì)劃將在外科手術(shù)期間使用的位置和/或定向。該位置和/或定向可用于肩臼假體構(gòu)件或髖臼杯假體構(gòu)件。該位置和/或定向可用于將在外科手術(shù)期間用來(lái)引導(dǎo)用于準(zhǔn)備肩臼以接納植入物的器械的克氏針。該患者專用器械可具有以上結(jié)合本發(fā)明的第一方面闡述的任意特征或特征組合。該患者專用器械可利用諸如快速原型技術(shù)之類的各種技術(shù)來(lái)制作或制造。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供有一種用于對(duì)具有骨骼關(guān)節(jié)窩的患者實(shí)施球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)的方法。該方法可包括提供呈拆卸形式的患者專用器械。該器械可包括多個(gè)部件，該多個(gè)部件包括用于朝向相對(duì)于患者骨骼關(guān)節(jié)窩的計(jì)劃位置和/或定向引導(dǎo)構(gòu)件的至少一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。該器械的多個(gè)部件可組裝并鎖定在一起以在無(wú)需利用任何輔助固定件的情況下并且在引導(dǎo)結(jié)構(gòu)定位成朝向所計(jì)劃位置和/或沿著所計(jì)劃定向引導(dǎo)構(gòu)件的情況下，僅在單個(gè)預(yù)先計(jì)劃的位置處將該器械附接到患者的關(guān)節(jié)窩上。該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)可用來(lái)朝向所計(jì)劃位置和/或沿著所計(jì)劃定向引導(dǎo)在球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)期間使用的構(gòu)件。


現(xiàn)將僅以示例方式并且參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的器械的平面 圖2示出了圖1中所示的器械的側(cè)視 圖3示出了圖1和圖2中所示的器械沿著線AA’的截面 圖4示出了圖1中所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例的變型的平面 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的器械的平面 圖6示出了圖5中所示的器械的側(cè)視 圖7示出了圖5和圖6中所示的器械在正提供給肩臼的第一狀態(tài)中沿著線BB’的截面
圖8示出了圖5和圖6中所示的器械在附接到肩臼上的第二狀態(tài)中沿著線BB’的截面 圖9示出了圖5中所示的本發(fā)明的第二實(shí)施例的變型的平面 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的器械的一部分的平面 圖11示出了圖10中所示的器械的該部分的側(cè)視 圖12示出了圖10中所示的器械的其它部分的平面 圖13示出了圖12中所示的器械的部分的側(cè)視 圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的完整器械的平面 圖15示出了圖14中所示的器械在使用中的側(cè)視圖； 圖16示出了圖14和圖15中所示的器械沿著線CC’的截面 圖17A示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的器械的平面 圖17B示出了圖17A中所示的器械沿著線DD’的截面 圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的器械的平面 圖19示出了正在用來(lái)引導(dǎo)鉆具的圖18的器械的側(cè)視 圖20示出了正在用來(lái)引導(dǎo)螺釘?shù)膱D18的器械的側(cè)視圖；以及 圖21示出了圖解本發(fā)明的各個(gè)方法方面的流程圖。
具體實(shí)施例方式不同圖中的相似物件共用相同的參考標(biāo)記，但以其它方式指出除外。盡管以下將在肩關(guān)節(jié)成形手術(shù)和肩臼的語(yǔ)境中闡述本發(fā)明的實(shí)施例，但應(yīng)理解，本發(fā)明也可用在髖白上的髖關(guān)節(jié)成形手術(shù)中。一些髖關(guān)節(jié)成形手術(shù)包括將髖白杯構(gòu)件安放在患者的髖白中。杯在其翻轉(zhuǎn)和/或前傾和傾斜方面的正確角定位可為髖部手術(shù)成功與否的重要因素。因此，本發(fā)明的患者專用器械可在髖臼上用來(lái)引導(dǎo)在髖臼的準(zhǔn)備和/或?qū)Ⅲy臼杯安放在相對(duì)于患者骨盆的計(jì)劃角定向期間使用的工具或器械。本發(fā)明的器械是針對(duì)將使用其的患者定制的。該器械是基于患者的解剖結(jié)構(gòu)以及患者專用手術(shù)方案而定制的，以便解決外科醫(yī)生在通過(guò)例如為了在手術(shù)部位準(zhǔn)備骨骼以接納植入物而正確地安放在關(guān)節(jié)成形手術(shù)期間使用的器械來(lái)嘗試精確地“轉(zhuǎn)移”預(yù)先計(jì)劃的植入位置的過(guò)程中所遇到的問(wèn)題。所提供的器械是針對(duì)單獨(dú)患者的解剖結(jié)構(gòu)和對(duì)于患者的專用手術(shù)方案定制的，并且采用一個(gè)或多個(gè)模板的形式，該模板可例如通過(guò)夾持在邊沿上并且無(wú)需使用諸如固定銷或螺釘之類的輔助固定件來(lái)在術(shù)中附接到骨骼關(guān)節(jié)窩例如肩白或髖白上。該器械作為多個(gè)特制部件提供，這些部件可組裝并鎖定在一起而使得該器械僅在單個(gè)、唯一的位置處可附接到肩白或髖白上，使得該器械正確地定位以執(zhí)行手術(shù)方案。該器械在試圖將其附接到不同于預(yù)計(jì)位置的位置的情況下無(wú)法組裝和/或不會(huì)保持組裝，并且因此該器械可自動(dòng)地提供其相對(duì)于術(shù)前計(jì)劃不當(dāng)?shù)噩F(xiàn)場(chǎng)定位的指示。該器械或模板部分可構(gòu)造成考慮由于肩臼表面邊沿?fù)p傷而發(fā)生的肩臼關(guān)節(jié)炎所需的翻轉(zhuǎn)角修正。參照?qǐng)D1，示出了具有肩臼(2)的肩胛骨(I)的平面圖，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的器械(100)在使用中附接到肩臼(2)上。圖2示出了正在用來(lái)引導(dǎo)克氏針(9)的器械
(100)的側(cè)視圖，而圖3示出了沿著線AA’穿過(guò)器械(100)的截面。器械(100)具有由第一部件(16)和第二部件(17)所形成的主本體(或主體)。本體的第二部件包括定制尺寸用以接納如圖2中所示克氏針(9)的孔口(8)。如圖3中所示，孔口⑶具有相對(duì)于肩臼的位置以及相對(duì)于肩臼的作為角方向的定向。該器械已在制造期間定制并且預(yù)先構(gòu)造成用以確保該器械可采用單一方式附接到患者的肩臼上，使得孔口(8)相對(duì)于肩臼的位置和孔口(8)相對(duì)于肩臼的定向?qū)?yīng)于所計(jì)劃的位置和定向，克氏針應(yīng)以該位置和定向插入肩臼中來(lái)引導(dǎo)隨后在肩臼植入物構(gòu)件的植入期間所使用的器械。如圖1中所示，本體的第一部件(16)和第二部件(17)通過(guò)呈可與對(duì)應(yīng)成形的凹部相接合的凸塊或凸耳形式的互鎖結(jié)構(gòu)(14，14c)相附接。凸耳和凹部類似于在拼板玩具中使用的那些。此外，它們提供過(guò)盈配合以便允許以可釋放的方式將器械本體的兩個(gè)部件牢固地緊固并鎖定在一起。器械(100)還包括呈如圖3中最佳所示的一對(duì)大致相對(duì)的卡夾(102，104)形式的附接機(jī)構(gòu)。卡夾部分從主本體的各個(gè)部件的下部延伸。附接機(jī)構(gòu)的各部分亦即卡夾(102，104)在意圖將卡夾附接到其上的肩臼的邊沿(3)的部分上具有與肩臼的表面邊沿
(3)的形狀相匹配的形狀?？▕A的形狀既在圖3中所示的大致橫向上又在如圖3中所示沿著肩臼邊沿(3)的周邊的一部分延伸的側(cè)向上與肩臼邊沿的形狀相匹配。亦即，卡夾在圖1中所示的平面內(nèi)彎曲，以與肩臼邊沿的該部分的周邊形狀相匹配。卡夾也彎曲以在圖3中所示的平面內(nèi)與邊沿的橫向形狀相匹配?？▕A的形狀在相當(dāng)大的部分上與邊沿在圖3中所示的橫向上的形狀相匹配。在其它實(shí)施例中，卡夾的形狀可進(jìn)一步延伸到肩臼腔中，或者實(shí)際上器械的主本體的各部分也可與肩臼的內(nèi)表面的形狀相匹配，以進(jìn)一步改善器械的自由部件與肩臼的適當(dāng)部分的對(duì)準(zhǔn)。在使用中，外科醫(yī)生抓握器械的第一部件(16)并且將其卡夾部分圍繞肩臼的邊沿安放直到其適貼地配合。由于卡夾的形狀僅通過(guò)感覺(jué)而與肩白邊沿的形狀配合，故外科醫(yī)生應(yīng)能夠判斷何時(shí)適當(dāng)?shù)匕卜诺谝徊糠帧Ｈ缓?，外科醫(yī)生還向肩曰的邊沿提供器械第二部件(17)的卡夾，這同樣將具有在其處卡夾將抵靠肩白邊沿適貼地配合的單個(gè)位置。然后，外科醫(yī)生可操縱器械的第一部件和第二部件以便使凸塊(14，14c)接合在該部件中的另一個(gè)的匹配凹部中，以便在器械附接到肩臼上時(shí)組裝并互鎖該器械。如果存在多個(gè)在其中可將第一或第二構(gòu)件附接到肩臼上的位置，則很有可能該兩個(gè)構(gòu)件中的另一個(gè)由于不當(dāng)?shù)囟ㄎ坏牡谝患粫?huì)與肩白邊沿的局部形狀相配合，并且因此無(wú)法組裝該器械。因此，通過(guò)定制器械的形狀并提供可借助其來(lái)組裝器械的分離部件的互鎖機(jī)構(gòu)，但僅在位于單個(gè)唯一地限定的位置的情況下，簡(jiǎn)單地通過(guò)肩白的形狀來(lái)自動(dòng)地確定器械在肩白上的定位。此夕卜，互鎖機(jī)構(gòu)和卡夾意味著不需要其它的器械來(lái)將該器械固定到肩臼上。亦即，不需要與器械分離的輔助固定件，例如固定銷或螺釘?？卓?8)提供一種引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，借助該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)可將在外科手術(shù)中使用的又一構(gòu)件或器械引導(dǎo)到其預(yù)計(jì)位置和定向。引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(8)不能相對(duì)于器械的本體移動(dòng)，并且因此一旦已將器械組裝在預(yù)先計(jì)劃的唯一位置，則也唯一地限定了孔口(8)的位置和定向。因此，如圖2所示，可經(jīng)由引導(dǎo)結(jié)構(gòu)孔口(8)將克氏針(9)插入肩臼后方的骨干(10)中。然后，可從肩臼拆卸并移除器械的各部件，從而將克氏針留在適當(dāng)位置。然后，可使用克氏針來(lái)引導(dǎo)其它器械，例如管狀鉸刀，或在肩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的其它構(gòu)件?？耸厢樀亩ㄏ蛴赏饪漆t(yī)生預(yù)先計(jì)劃，以考慮至少由肩臼表面邊沿⑶上的大部分前部、后部和/或上部、下部區(qū)域所限定的肩臼平面。引導(dǎo)孔口(8)的翻轉(zhuǎn)角定義為由肩胛骨的橫向軸線與肩臼腔中間高度的前-后面之間的角度所限定的肩臼表面的軸向傾斜。引導(dǎo)孔口⑶的傾斜定義為如由橫向肩胛骨軸線與上-下肩臼面之間的角度所限定的肩臼的豎向定向。因此，當(dāng)經(jīng)由導(dǎo)引孔口(8)將克氏針(9)安放到肩胛骨上時(shí)，其位置取決于預(yù)先計(jì)劃的進(jìn)入點(diǎn)以及預(yù)先計(jì)劃的傾斜和翻轉(zhuǎn)角定向。然后，在已將器械(100)拆卸之后，可將管狀鉸刀或其它骨骼準(zhǔn)備器械安放在克氏針上。因此，經(jīng)引導(dǎo)的克氏針的安放可允許后續(xù)的器械和構(gòu)件更精確地定位并提供對(duì)所計(jì)劃翻轉(zhuǎn)角和傾斜的更精確的復(fù)制。圖4示出了圖1、圖2和圖3中所示器械(100)的變型(110)。器械(110)與器械(100)的相似之處在于它包括主本體，該主本體包括兩個(gè)互鎖部件(16a，17a)和呈兩個(gè)肩臼邊沿形狀的配合卡夾形式的附接機(jī)構(gòu)。本體的兩個(gè)部件(16a, 17a)可類似地通過(guò)成對(duì)的配合凸耳和凹部(14，14c)互鎖，并且器械的本體帶有呈三個(gè)孔口(112，114，116)形式的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。三個(gè)孔口(112，114，116)提供用于引導(dǎo)鉆頭以便允許錨釘鉆入肩臼中的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。因此，該器械類似于圖1、圖2和圖3中所示的器械操作，但相比于由第一器械(100)所引導(dǎo)的構(gòu)件允許引導(dǎo)在肩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的不同構(gòu)件。器械(110)是允許對(duì)偏心錨釘進(jìn)行精確定位的專用模板。這允許外科醫(yī)生建立在手術(shù)期間更為可靠的骨骼鉆取步驟。鉆具引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(112，114，116)對(duì)應(yīng)于預(yù)先計(jì)劃的植入物尺寸、定向和位置，以更好地使用可用的骨干。圖5、圖6、圖7和圖8中示出了用于在肩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的器械(120)的第二實(shí)施例。該器械大致類似于第一器械操作。然而，本發(fā)明的器械的第二實(shí)施例(120)具有單個(gè)的本體部件(15)，其帶有呈孔口(8)形式的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。器械(120)包括附接機(jī)構(gòu)，該附接機(jī)構(gòu)包括第一部件(4a)和第二部件(5a)。附接機(jī)構(gòu)的部件(4a，5a)包括凸耳(14a，14b)，其接納在本體(15)中對(duì)應(yīng)地成形的凹部中而使得在使用中可將器械的部件互鎖在一起以組裝該器械。如圖7和圖8中最佳所示，附接機(jī)構(gòu)的第一部件(4a)和第二部件(5a)均具有兩件式構(gòu)成。第一部件(4a，5a)帶有凸耳(14a，14b)，附接機(jī)構(gòu)借助該凸耳(14a，14b)而與本體(15)互鎖。如在圖7中可見(jiàn)，附接機(jī)構(gòu)的主要部分(4a，5a)包括成形為與肩臼邊沿(3)的一部分的局部形狀相匹配的面向肩臼的表面(4c，5c)的至少一部分。由形狀記憶材料制成的卡夾部分(4b，5b)從各主要部分(5a，4a)的外端延伸?？▕A部件(4b，5b)可由任何合適的形狀記憶材料例如各種合金或形狀記憶塑料制成。例如，可使用以名稱鎳鈦諾(Nitinol)提供的合金。形狀記憶材料的卡夾(4b，5b)用來(lái)如參照?qǐng)D7和圖8更詳細(xì)地說(shuō)明那樣通過(guò)恢復(fù)為肩白邊沿局部部分的原始形狀而建立器械到肩白邊沿(3)上的附接。如在圖7和圖8中可見(jiàn)，接合中間表面邊沿區(qū)域上的特定位置的附接機(jī)構(gòu)的主要部分(4a，5a)具有成形為與該表面邊沿區(qū)域的局部形狀相匹配的表面(4c，5c)。圖7示出了器械(120)處于正在向肩臼提供該器械的第一狀態(tài)。形狀記憶材料的卡夾(4b, 5b)尚未恢復(fù)它們的形狀。在該狀態(tài)中，有可能對(duì)器械的定位進(jìn)行一定的精確調(diào)節(jié)。然而，附接機(jī)構(gòu)的主要部分(4a，5a)的形狀以及附接機(jī)構(gòu)和本體(15)的互鎖組裝意味著器械自動(dòng)地大致定位在相對(duì)于肩臼的正確位置。在器械最終定位的情況下，通過(guò)改變形狀記憶材料卡夾的溫度，它們恢復(fù)其原始形狀以便如圖8中所示夾持在肩白邊沿周圍，從而牢固地將器械(120)附接在預(yù)先計(jì)劃的位置。形狀記憶材料卡夾(4b，5b)已預(yù)先設(shè)計(jì)成使得它們的恢復(fù)形狀既在圖8中所示的橫向上又圍繞肩臼邊沿的周邊在如圖5中所示的縱向上與肩臼邊沿的形狀相匹配。因此，一旦形狀記憶卡夾試圖恢復(fù)它們的原始形狀而引起器械的松動(dòng)或不當(dāng)夾持，則器械的任何錯(cuò)誤定位都將變得顯而易見(jiàn)。于是，通過(guò)再次改變形狀記憶材料卡夾的溫度可簡(jiǎn)單地使該器械重新定位。假設(shè)正確定位，圖8示出了在預(yù)先計(jì)劃的位置連接到肩白表面邊沿(3)上而使得引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(8)的位置和定向也與所計(jì)劃那樣的器械(120)外形配合。因此，類似于如上所述，利用預(yù)先計(jì)劃的位置和定向可將克氏針(9)導(dǎo)入引導(dǎo)孔口(8)中，以允許隨后在肩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的器械和植入物的更精確定位。圖9示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例的模塊化方面。在該變型中，器械(130)與圖5中所示的器械(120)的相似之處在于附接機(jī)構(gòu)是同樣的，但器械(120)的本體(15)已由帶有不同引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的不同本體(15a)代替。如圖9中所示，本體(15a)帶有用作鉆具導(dǎo)引器的三個(gè)孔口，借助該鉆具導(dǎo)引器可完成鉆取步驟以定位錨釘。因此，本發(fā)明的該實(shí)施例提供了更模塊化的系統(tǒng)，在其中使用相同的附接機(jī)構(gòu)，但可從附接機(jī)構(gòu)換入和換出不同本體來(lái)提供用于引導(dǎo)手術(shù)中的不同步驟的不同模板。
盡管如上所述僅附接機(jī)構(gòu)的一部分由形狀記憶材料制成，但應(yīng)理解，在其它實(shí)施例中附接機(jī)構(gòu)的其它部分或整體可由形狀記憶材料制成，使得附接機(jī)構(gòu)的一部分或全部肩臼表面形狀匹配部分可在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，其中，在第二狀態(tài)中附接機(jī)構(gòu)的肩臼接合部分具有與已計(jì)劃將附接部分附接到其上的肩白邊沿的形狀相匹配的形狀。器械(120,130)的第二實(shí)施例更易于組裝在標(biāo)準(zhǔn)的(三角肌-胸大肌)前路(anterior approach)內(nèi)，在其中通過(guò)有限的側(cè)向暴露來(lái)進(jìn)行肩曰準(zhǔn)備。在器械的組裝期間，首先將一對(duì)附接機(jī)構(gòu)卡夾(4a，5a)安放在肩曰邊沿區(qū)域上，然后從側(cè)向?qū)胫鞅倔w(15，15a)并且操縱其以使凸耳和孔口相接合而將器械的各部件互鎖在一起，從而允許將器械附接在相對(duì)于肩臼的單個(gè)預(yù)先計(jì)劃位置。由于主本體(15)中的凸耳(14a，14b)和匹配孔口的形狀對(duì)于附接機(jī)構(gòu)的兩個(gè)部分而言是不同的，故不可能以任何與圖5中所示方式不同的方式組裝該器械，例如，在主本體相對(duì)于其在圖5中所示的定向轉(zhuǎn)動(dòng)大約180°的情況下不可能組裝該器械。因此，互鎖機(jī)構(gòu)的形式也有助于唯一地限定可組裝器械的方式。參照?qǐng)D10至圖15，示出了根據(jù)本發(fā)明的器械(140)的第三實(shí)施例。器械(140)與本發(fā)明的前述實(shí)施例的相似之處在于其包括附接機(jī)構(gòu)和本體，該本體帶有一種引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)中可將器械的部件互鎖以唯一地將該器械附接到患者肩臼上的單個(gè)位置。如圖10和圖11中所示，附接機(jī)構(gòu)包括一對(duì)卡夾(4，5)。各卡夾(4，5)均具有表面部分，該表面部分的形狀相對(duì)于肩白邊沿的部分而言與肩白邊沿的表面形狀相匹配?？▕A的形狀既在圖11中所示的橫向上又如圖10中所示在圍繞邊沿的周邊延伸的縱向上與肩臼的形狀相匹配。每個(gè)卡夾(4，5)均包括用于接納作為組件的一部分的凸耳并且將器械的部件互鎖的凹部。如圖12和圖13中所示，器械的本體包括呈圓環(huán)形式的框架(6)，該圓環(huán)具有中央孔口和從框架(6)的大致相對(duì)的外表面部分延伸的凸耳(14d，14e)。凸耳(14d，14e)成形為用以接納在附接機(jī)構(gòu)的卡夾部分(4，5)中的對(duì)應(yīng)地成形的凹部中。圖12示出了附接到附接結(jié)構(gòu)上并與附接結(jié)構(gòu)互鎖以便在預(yù)先計(jì)劃的單個(gè)唯一位置將器械附接到肩臼上的框架(6)。如圖14中所示，器械的本體還包括可安裝在框架(6)的中央孔口內(nèi)的中央芯部(7)。本體的芯部(7)包括呈如圖15中所示那樣用于接納和引導(dǎo)克氏針(9)的定位的孔口(8)形式的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
器械(140)還包括可用來(lái)限制芯部(7)在框架(6)內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)的限制器裝置(11)。如圖14中所示，限制器裝置包括大致圓形截面的釘部件，該釘部件可接納在框架(6)的內(nèi)壁內(nèi)的凹部中。在芯部(7)的外壁中設(shè)置有類似地成形的凹部，使得芯部(7)可在單個(gè)定向上位于框架(6)中。因此，這防止了芯部(7)在框架(6)內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，在一些情形中，可能希望對(duì)芯部部件(7)的轉(zhuǎn)動(dòng)精確調(diào)節(jié)。在此類情況下，可從框架(6)與芯部(7)之間移除釘(11)，以便允許芯部(7)在框架(8)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)略微調(diào)節(jié)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(8)的位置。在使用中，首先將卡夾(4，5)定位在肩臼的邊沿上?？▕A的肩臼邊沿表面匹配形狀意味著它們可在單個(gè)預(yù)先限定的位置處適貼地安放在肩白的邊沿上。然后，如圖13中所示，通過(guò)將凸耳(14d和14e)接納在卡夾中的對(duì)應(yīng)凹部中，框架(6)附接到卡夾(4，5)上以便將器械的部件互鎖并且在單個(gè)重新限定的位置將其附接到肩白上。凸耳(14d，14e)具有不同形狀并且這排除了將框架(6)以不同于圖12中所示的定向予以附接。因此，同樣的是，器械的部件的幾何形狀防止了以不當(dāng)方式意外組裝器械，因?yàn)槠餍抵荒茉诩绨咨险_地安放在單個(gè)預(yù)先限定的位置時(shí)才被組裝。然后，可將器械本體的芯部部件(7)插入框架(6)中，以將引導(dǎo)孔口⑶定位成使得孔口⑶可用來(lái)使克氏針(9)達(dá)到相對(duì)于肩臼的預(yù)先計(jì) 劃的進(jìn)入點(diǎn)和預(yù)先計(jì)劃的定向。類似于第二實(shí)施例，可設(shè)置器械的不同芯部部分(7)，這些芯部部分帶有用于引導(dǎo)隨后在肩關(guān)節(jié)成形手術(shù)的其它步驟期間使用的不同部件和構(gòu)件的定位的不同引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。第三實(shí)施例的一個(gè)特別的益處在于可容易地將附接機(jī)構(gòu)的小卡夾部分(4，5)安放在三角肌-胸大肌前路內(nèi)，在其中必須利用有限的側(cè)向暴露來(lái)實(shí)施肩臼準(zhǔn)備?？▕A部件
(4)成形為與肩白邊沿的后表面互為鏡像，而卡夾部件(5)成形為至少與邊沿表面的前部相匹配。各卡夾元件(4，5)均可在單個(gè)的單元位置適貼地位于肩臼的邊沿上。圖17a和圖17b示出了根據(jù)本發(fā)明的器械(150)的第四實(shí)施例。器械(150)大致類似于本發(fā)明的第一至第三實(shí)施例。器械(150)包括附接機(jī)構(gòu)，該附接機(jī)構(gòu)包括三個(gè)卡夾(152，154，156)，各卡夾均成形為與肩白邊沿的對(duì)應(yīng)部分的形狀相匹配?？▕A(152，154，156)安裝在包括第一部件(158)和第二部件(160)的大致整體形狀的框架上?？蚣艿牡谝缓偷诙考?158，160)可附接以形成具有中央孔口的大致橢圓形狀，而該中央孔口可接納器械的主本體(162)。器械的本體包括第一部分(164)和第二部分(166)。本體的各部分的相應(yīng)接合面具有對(duì)應(yīng)于在圖17a中通過(guò)線(168)示出的復(fù)雜形狀的互相匹配的形狀。借助其可將本體的兩部分組裝在一起成大致橢圓形狀的表面形狀的復(fù)雜性質(zhì)意味著僅存在一種可將本體的兩個(gè)部件組裝在一起以便裝配在器械框架內(nèi)的方式。器械的本體帶有用于在使用中接納克氏針并且采用圓形孔口形式的第一引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(170)。該本體還帶有以大體三角形構(gòu)型布置的三個(gè)圓形孔口(172，174，176)形式的第二引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。第二引導(dǎo)結(jié)構(gòu)可用來(lái)引導(dǎo)用于在肩關(guān)節(jié)成形手術(shù)的步驟(該步驟不同于在其中使用第一引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(170)的步驟)期間安放釘或其它植入物固定件的鉆具。因此，器械(150)可用來(lái)引導(dǎo)不同器械的安放而不必重新組裝或更換器械的部件。器械(150)也可與帶有不同引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的不同可交換的本體部件一起使用，使得在使用中可在仍附接在肩白上的同時(shí)從框架換入和換出不同本體。如圖17b中最佳所示，器械的其它部件已定制成與肩臼的形狀相匹配以便可靠地定位該器械。如圖17b中具體所示，器械本體的面向肩臼的后表面(180)也已定制成使得其相比于肩臼腔的區(qū)域的至少一部分而言提供與肩臼腔的表面形狀大致匹配的表面形狀。因此，即使當(dāng)通過(guò)卡夾(152，154，156)附接時(shí)器械的框架存在任何錯(cuò)誤定位，器械的本體也由于肩臼的表面形狀與本體的表面形狀之間在該位置的不匹配而不能隨后恰當(dāng)?shù)亟蛹{在框架內(nèi)。此外，本體的兩部分之間的復(fù)雜界面防止本體各部分的相對(duì)滑動(dòng)，以允許對(duì)本體部件的相對(duì)定位進(jìn)行一定的調(diào)整或重新調(diào)節(jié)。因此，同樣的是，當(dāng)器械在任何不同于上述單個(gè)預(yù)先計(jì)劃位置的位置處附接到肩白上時(shí)，器械的幾何形狀防止了正確地組裝器械以及器械部件的互鎖。圖18、圖19和圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的器械的第五實(shí)施例。第五實(shí)施例大致類似于前述實(shí)施例。器械(190)的第五實(shí)施例包括呈大致橢圓形框架形式的附接機(jī)構(gòu)，該框架具有在頂部、底部和左右兩側(cè)位置從框架延伸的四個(gè)卡夾。在圖19中可看到頂部、底部和右手側(cè)卡夾(192，194，196)的部件。四個(gè)卡夾成形為當(dāng)器械在預(yù)先計(jì)劃的位置安放在肩臼上時(shí)與肩白邊沿的對(duì)應(yīng)部分的表面形狀相匹配。 附接機(jī)構(gòu)的框架部分(200)由彈性材料制成，使得在使用中卡夾部分朝向肩白的邊沿偏壓以便將器械牢固地附接到肩白上。器械(190)包括具有第一部件(204)和第二部件(206)的本體(202)。本體(202)包括呈圓形孔口(208)形式的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，該孔口用于在肩關(guān)節(jié)成形手術(shù)期間引導(dǎo)諸如克氏針或鉆頭之類的構(gòu)件。本體(202)具有大致橢圓形狀，并且兩個(gè)部件(204，206)具有帶匹配的復(fù)雜形狀(210)的面。這樣，部件(204，206)只能在正確地對(duì)準(zhǔn)時(shí)組裝在一起形成大致橢圓形狀。因而，主本體(202)可通過(guò)摩擦或過(guò)盈配合而接納和保持在將器械的互鎖部件拉攏在一起的框架(190)內(nèi)。圖19示出了在使用中組裝在肩臼上并利用穿過(guò)引導(dǎo)孔口(208)的鉆頭(210)引導(dǎo)鉆孔的器械(190)的側(cè)視圖。圖20示出了正在用來(lái)引導(dǎo)螺釘(220)的安放的器械(190)的側(cè)視圖。在該變型中，器械的本體(202)已由第二本體(230)替換，該第二本體具有相似的大致形狀但帶有適用于接納和引導(dǎo)螺釘(220)的安放和定向的不同引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(234)。圖21示出了圖解本發(fā)明的各個(gè)方法方面的流程圖。圖21中所示的方法的各個(gè)步驟涵蓋如上所述的定制的患者專用植入物的制造和使用。在初始步驟(300)，對(duì)患者進(jìn)行成像以采集3D圖像數(shù)據(jù)，至少包括患者的肩部且特別是肩白的3D圖像。各種成像形式(modality)都可使用。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，采集患者肩部的3D CT圖像并存儲(chǔ)表示患者肩部的3D圖像的數(shù)據(jù)。然后，在步驟302，外科醫(yī)生利用計(jì)劃軟件來(lái)計(jì)劃肩關(guān)節(jié)成形手術(shù)。這可包括計(jì)劃植入物構(gòu)件的尺寸、它們相對(duì)于患者骨骼的位置和定向。具體而言，可計(jì)劃整個(gè)肩關(guān)節(jié)成形術(shù)的肩臼構(gòu)件的尺寸、位置和定向。該軟件利用患者肩部的3D圖像，并且外科醫(yī)生可選擇適當(dāng)定制尺寸的肩臼構(gòu)件并確定其預(yù)計(jì)植入位置和定向，以便實(shí)現(xiàn)外科醫(yī)生的意圖。通過(guò)計(jì)劃肩白構(gòu)件的預(yù)計(jì)位置和定向，軟件存取確定用于安放在外科手術(shù)期間使用的器具的理想位置和定向的信息。因此，軟件可確定最佳的位置和定向，借助該最佳位置和定向應(yīng)將克氏針導(dǎo)入肩臼中以便弓I導(dǎo)在手術(shù)期間使用的其它器具的定位和定向。然后，在步驟304，利用在步驟302從計(jì)劃軟件導(dǎo)出的計(jì)劃信息并且還利用來(lái)自限定患者肩臼形狀的患者圖像的信息來(lái)設(shè)計(jì)患者專用器械。因此，軟件應(yīng)用可確定用于器械的附接結(jié)構(gòu)部件和器械的任何其它部件的適當(dāng)形狀，該形狀針對(duì)患者設(shè)計(jì)以便與器械將在單個(gè)預(yù)先計(jì)劃的位置附接到其上的肩白部分的局部形狀相匹配。然后，對(duì)于該器械的單個(gè)計(jì)劃附接位置而言，可確定器械的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的位置和定向，因?yàn)楝F(xiàn)在已固定器械相對(duì)于肩臼的預(yù)計(jì)位置而且之前已計(jì)劃克氏針相對(duì)于肩白的位置和定向。因此，在步驟304，可生成對(duì)器械的設(shè)計(jì)。對(duì)器械的設(shè)計(jì)然后用來(lái)制造根據(jù)該設(shè)計(jì)的器械并針對(duì)患者的特定解剖結(jié)構(gòu)以及為患者專門計(jì)劃的外科手術(shù)進(jìn)行定制?？墒褂酶鞣N技術(shù)來(lái)制造該器械。例如，可使用快速原型法技術(shù)。器械本身可由多種合適的生物相容材料例如金屬、合金、塑料、聚合物等制成。一旦在步驟306針對(duì)設(shè)計(jì)已制作器械，則在步驟308，可如上文大致所述那樣在肩關(guān)節(jié)成形手術(shù)期間使用該器械。如從此前描述將應(yīng)理解的那樣，該器械已定制成可在單個(gè)唯一的位置附接到患者的肩臼上。同樣，引導(dǎo)結(jié)構(gòu)已安放和定向在器械中，使得一旦器械在該單個(gè)位置附接到患者的肩臼上，則引導(dǎo)結(jié)構(gòu)將自動(dòng)地與之前所計(jì)劃的相對(duì)于肩臼的預(yù)計(jì)進(jìn)入點(diǎn)和角度或定向?qū)?zhǔn)。因此，提高了如預(yù)先計(jì)劃那樣對(duì)植入物的定位的后續(xù)可靠性。
在器械已在外科手術(shù)期間實(shí)施其一個(gè)或多個(gè)用途后，可簡(jiǎn)單地通過(guò)解開(kāi)互鎖部件或?qū)τ谛螤钣洃洸牧蠈?shí)施例而言改變其溫度而容易地現(xiàn)場(chǎng)將其拆卸，從而允許容易地將其移除，以提供對(duì)手術(shù)部位的更好接近并且不需要拆下輔助固定件或緊固件。因此，增強(qiáng)了器械的簡(jiǎn)易性和使用速度。此外，如上所述，不需要其它的輔助構(gòu)件來(lái)將器械附接到肩臼上。確切而言，由于器械的分離部件的互鎖性質(zhì)，僅是組裝器械的互鎖部件便致使器械在其預(yù)計(jì)位置附接到肩臼上。此外，由于不需要使用輔助固定件或緊固件而減少了對(duì)手術(shù)部位的創(chuàng)傷或損傷。如從以上闡述將顯而易見(jiàn)，對(duì)于本發(fā)明的器械可能有大量的變型和改型。本發(fā)明并不限于上述特定實(shí)施例。確切而言，可設(shè)想各種的修改和變更。如上所述，本發(fā)明也可用來(lái)提供在髖白上使用的患者專用器械。參照一個(gè)實(shí)施例描述的本發(fā)明的各種特征可與本發(fā)明的其它所述的實(shí)施例交換、混合、對(duì)這些實(shí)施例增加或從這些實(shí)施例移除。因此，也可設(shè)想?yún)⒄詹煌瑢?shí)施例描述的特定特征的各種結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種用于在對(duì)患者實(shí)施的球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的患者專用器械，所述器械包括: 用于將所述器械附接到所述患者的關(guān)節(jié)窩上的附接機(jī)構(gòu)，所述附接機(jī)構(gòu)至少具有能接合所述患者的關(guān)節(jié)窩的邊沿的第一部件和第二部件，每個(gè)部件都成形為與所述關(guān)節(jié)窩的邊沿的相應(yīng)部分的形狀相匹配，或者能夠變換為與所述關(guān)節(jié)窩的邊沿的相應(yīng)部分的形狀相匹配的形狀； 本體，其帶有用于引導(dǎo)將在所述球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的構(gòu)件的至少一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)；以及 鎖定機(jī)構(gòu)，通過(guò)所述鎖定機(jī)構(gòu)能以唯一的構(gòu)型將所述本體和附接機(jī)構(gòu)組裝成所述患者專用器械，并且其中，所述患者專用器械僅在單個(gè)預(yù)先計(jì)劃的位置處能附接到所述患者的所述關(guān)節(jié)窩上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的患者專用器械，其特征在于，所述本體包括用于引導(dǎo)不同構(gòu)件的多個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的患者專用器械，其特征在于，所述附接機(jī)構(gòu)包括至少三個(gè)部件，所述三個(gè)部件中的每個(gè)都能接合所述關(guān)節(jié)窩的邊沿，每個(gè)部件都成形為與所述關(guān)節(jié)窩的邊沿的相應(yīng)部分的形狀相匹配，或者能變換為與所述關(guān)節(jié)窩的邊沿的相應(yīng)部分的形狀相匹配的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的患者專用器械，其特征在于，所述附接機(jī)構(gòu)的部件是分離的部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的患者專用器械，其特征在于，所述附接機(jī)構(gòu)的所述部件為卡夾。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的患者專用器械，其特征在于，所述附接機(jī)構(gòu)的所述部件是同一結(jié)構(gòu)的部件。
7.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的患者專用器械，其特征在于，所述本體包括多個(gè)部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的患者專用器械，其特征在于，所述本體的每個(gè)部件都包括所述附接機(jī)構(gòu)的相應(yīng)部分，并且其中，所述本體的所述部件的匹配結(jié)構(gòu)提供所述鎖定機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的患者專用器械，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)由所述本體和所述附接機(jī)構(gòu)的所述部件上的匹配結(jié)構(gòu)提供。
10.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的患者專用器械，其特征在于，所述附接機(jī)構(gòu)部分地或完全地為能在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變的形狀記憶材料，在所述第一狀態(tài)中能向所述關(guān)節(jié)窩提供所述器械，在所述第二狀態(tài)中所述附接機(jī)構(gòu)僅在所述單個(gè)預(yù)先計(jì)劃的位置處將所述器械附接到所述關(guān)節(jié)窩上。
11.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的患者專用器械，其特征在于，所述附接機(jī)構(gòu)至少部分地為形狀記憶材料，并且所述形狀記憶材料允許所述第一部件和第二部件中的每一者變換為與所述關(guān)節(jié)窩的邊沿的相應(yīng)邊沿部分的形狀相匹配的形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的患者專用器械，其特征在于，所述本體包括框架和能接納在所述框架中的芯部，并且其中，所述芯部包括所述至少一個(gè)弓丨導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的患者專用器械，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)由所述框架和所述附接機(jī)構(gòu)的所述部件上的匹配結(jié)構(gòu)提供。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的患者專用器械，其特征在于，所述患者專用器械還包括允許所述芯部在單個(gè)位置接納在所述框架中的限制器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的患者專用器械，其特征在于，所述限制器能進(jìn)行調(diào)節(jié)以允許相對(duì)于所述框架改變所述芯部的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的患者專用器械，其特征在于，所述框架完全地或至少部分地由彈性材料制成。
17.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的患者專用器械，其特征在于，所述器械的一部分包括面向關(guān)節(jié)窩的表面，并且所述面向關(guān)節(jié)窩的表面成形為與當(dāng)僅在所述單個(gè)預(yù)先計(jì)劃的位置處將所述器械附接到所述患者的所述關(guān)節(jié)窩上時(shí)所述面向關(guān)節(jié)窩的表面將鄰接抵靠其的所述患者的所述關(guān)節(jié)窩的部分的形狀相匹配。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的患者專用器械，其特征在于，所述器械的所述部件是所述本體和/或所述附接部件。
19.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的患者專用器械，其特征在于，所述患者專用器械能在附接到所述患者上時(shí)拆卸以便提供對(duì)所述關(guān)節(jié)窩的更好接近。
20.—種部件套件，包括 根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的患者專用器械；以及 又一本體，其帶有用于引導(dǎo)將在所述球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的又一個(gè)構(gòu)件的至少又一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，并且其中，所述又一本體能代替所述器械的所述本體以允許實(shí)施所述球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)的不同步驟。
21.一種用于制造在對(duì)患者實(shí)施的球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的患者專用器械的方法，包括 采集表示所述患者的至少關(guān)節(jié)窩的三維圖像的圖像數(shù)據(jù)； 利用所采集的圖像數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)劃將在所述球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的位置和/或定向； 設(shè)計(jì)具有多個(gè)部件的患者專用器械，所述多個(gè)部件能組裝并鎖定在一起以在不利用輔助固定件的情況下僅在單個(gè)預(yù)先計(jì)劃的位置處附接到所述患者的所述關(guān)節(jié)窩上，以提供用于朝向所計(jì)劃的位置和/或定向引導(dǎo)構(gòu)件的導(dǎo)引器；以及 制作根據(jù)所述設(shè)計(jì)的患者專用器械。
22.一種用于對(duì)具有骨骼關(guān)節(jié)窩的患者實(shí)施球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)的方法，包括 提供呈拆卸形式的患者專用器械，所述患者專用器械包括多個(gè)部件，所述多個(gè)部件包括用于朝向相對(duì)于所述患者的所述骨骼關(guān)節(jié)窩的計(jì)劃位置和/或定向引導(dǎo)構(gòu)件的至少一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)； 將所述器械的所述多個(gè)部件組裝并鎖定在一起以在不利用任何輔助固定件的情況下并且在所述引導(dǎo)結(jié)構(gòu)定位成朝向所計(jì)劃位置和/或沿著所計(jì)劃定向引導(dǎo)構(gòu)件的情況下，僅在單個(gè)計(jì)劃位置處將所述器械附接到所述患者的所述骨骼關(guān)節(jié)窩上；以及 利用所述引導(dǎo)結(jié)構(gòu)來(lái)朝向所計(jì)劃位置和/或沿著所計(jì)劃定向引導(dǎo)在所述球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)期間使用的構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在球窩關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的患者專用器械、制造方法和使用方法。該器械包括用于將該器械附接到患者的關(guān)節(jié)窩上的附接機(jī)構(gòu)，該附接機(jī)構(gòu)至少具有可接合患者的關(guān)節(jié)窩的邊沿的第一部件和第二部件。每個(gè)部件都成形為與關(guān)節(jié)窩的邊沿的相應(yīng)部分的形狀匹配，或者能變換為與關(guān)節(jié)窩的邊沿的相應(yīng)部分的形狀匹配的形狀。本體帶有用于引導(dǎo)將在關(guān)節(jié)成形手術(shù)中使用的構(gòu)件的至少一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。該器械包括鎖定機(jī)構(gòu)，通過(guò)該鎖定機(jī)構(gòu)能以唯一的構(gòu)型將本體和附接機(jī)構(gòu)組裝成患者專用器械。該患者專用器械僅在單個(gè)預(yù)先計(jì)劃的位置處可附接到患者的關(guān)節(jié)窩上。
文檔編號(hào)A61B17/17GK103002820SQ201180023428
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者J.曼斯, T.布格爾 申請(qǐng)人:德普伊矯形外科有限責(zé)任公司