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专利名称
骨定位系统和方法
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发明者
M·G·费什尔, A·K·赫德利, R·T·内文斯, K·D·约翰南伯
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公开日
2012年12月19日
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申请日期
2010年3月25日
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优先权日
2009年11月2日
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申请人
塞恩瓦塞弗技术有限公司
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文档编号
A61B19/00GK102834067SQ201080060338
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关键字
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权利要求
1.一种在胫骨上定位骨切口的方法,所述方法包括 将骨切口定位装置与胫骨接合; 在内/外定向上相对于胫骨调整定位装置; 在前/后定向上相对于胫骨调整定位装置;以及 向上或向下调整定位装置以选择胫骨切除水平2.根据权利要求I所述的方法,还包括 在内/外定向上进行调整之前,将激光发射器附接到定位装置的臂,其中,将发射器附接到定位装置致动发射器使其能够发射激光,并且在内/外定向上调整所述装置包括移动被发射的激光使其近似沿着胫骨的前表面的中线发光;以及 在前/后定向上进行调整之前,从臂上拆除激光发射器,并且将激光发射器重新附接到臂的相反端部或附近,其中在前/后定向上调整所述装置包括移动被发射的激光使其近似沿着胫骨的一侧的中线发光3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述胫骨的一侧包括内侧4.根据权利要求2所述的方法,其中,将骨切口定位装置与胫骨接合包括 接合胫骨附接构件与胫骨的近侧端;以及 接合定位装置的臂与胫骨附接构件,其中,所述臂从胫骨前面的所述臂的第一端到胫骨外侧或内侧的所述臂的第二端围绕着胫骨延伸约90度5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述臂通过磁性连接附接到胫骨附接构件,以及所述激光发射器通过磁性连接附接到所述臂6.根据权利要求I所述的方法,其中,所述调整步骤包括调整与锁位球接合的螺钉以围绕着枢轴移动定位装置的一部分7.根据权利要求I所述的方法,还包括使用所述定位装置将骨切割导引件附接至胫骨8.根据权利要求7所述的方法,还包括 从胫骨和切割导引件上拆除所述定位装置;以及 通过切割导引件引导在胫骨上制造至少一个切口9.一种在胫骨上定位骨切口的方法,所述方法包括 将骨切口定位装置与胫骨接合; 在所述装置的臂的一端或附近接合激光发射器与所述定位装置,从而当发射器与所述装置接合时发射光; 在内/外定向上调整所述定位装置,从而近似沿着胫骨的前表面的中线发光; 在臂的相反端部或附近接合激光发射器与所述定位装置,从而在发射器与所述装置接合时发射光; 在前/后定向上调整所述定位装置,从而近似沿着胫骨的一侧的中线发光;以及 向上或向下调整所述定位装置以选择胫骨切除水平10.根据权利要求9所述的方法,还包括使用被调整的定位装置将胫骨切割导引件附接至胫骨11.根据权利要求10所述的方法,还包括 从胫骨和切割导引件上拆除定位装置;以及通过切割导引件引导在胫骨上制造至少一个切口12.—种在胫骨上定位骨切口的装置,所述装置包括 胫骨附接构件; 臂,其可附接到胫骨附接构件并且在约90度的圆弧上延伸; 激光发射器,其可在臂的一端或附近的第一位置和在臂的相反端部或附近的第二位置附接到臂; 内/外调整构件,用于移动所述臂,以在第一位置近似沿着胫骨的前表面的中线引导发射器发射的光; 前/后调整构件,用于移动所述臂,以在第二位置近似沿着胫骨的一侧的中线引导发射器发射的光;以及 骨切除水平调整构件,用于选择切除胫骨的水平13.根据权利要求12所述的装置,其中,所述胫骨附接构件包括用于接触胫骨的内和外关节表面的可独立移动的内和外脚部14.根据权利要求12所述的装置,其中,所述内/外调整构件包括围绕着第一枢转点转动胫骨附接构件的第一锁位球和锁位螺钉,并且前/后调整构件包括围绕着第二枢转点转动胫骨附接构件的第二锁位球和锁位螺钉15.根据权利要求12所述的装置,其中,所述激光发射构件在第一位置和第二位置通过磁力附接到臂16.根据权利要求15所述的装置,其中,所述臂通过磁力附接到胫骨附接构件17.根据权利要求12所述的装置,还包括胫骨切割导引件保持器,其中所述调整构件的调整调节切割导引件保持器的位置18.根据权利要求12所述的装置,还包括与骨切除水平调整构件接合的深度计量器19.一种在胫骨上定位骨切口的系统,所述系统包括 胫骨切割导引件;以及 胫骨骨切口定位系统包括 胫骨附接构件; 臂,其可附接到胫骨附接构件并且在约90度的圆弧上延伸; 激光发射器,其可在臂的一端或附近的第一位置和在臂的相反端部或附近的第二位置附接到臂; 内/外调整构件,用于移动所述臂,以在第一位置近似沿着胫骨的前表面的中线引导发射器发射的光; 前/后调整构件,用于移动所述臂,以在第二位置近似沿着胫骨的一侧的中线引导发射器发射的光;以及 骨切除水平调整构件,用于选择切除胫骨的水平20.根据权利要求19所述的系统,其中,所述胫骨切割导引件保持器可相对于所述臂移动,以移动胫骨切割导引件使之与胫骨接触21.根据权利要求19所述的系统,还包括用于将导引件定位装置的胫骨附接构件可拆除地附接至胫骨的至少一个基准销22.根据权利要求19所述的系统,还包括用于将胫骨切割导引件附接至胫骨的至少一个切割导引件紧固件23.根据权利要求19所述的系统,其中,所述激光发射构件在可被沿着胫骨引导的线性或平面结构中发射光24.根据权利要求19所述的系统,其中,所述激光发射构件在第一位置和第二位置通过磁力附接到臂25.根据权利要求19所述的系统,其中,所述臂通过磁力附接到胫骨附接构件26.根据权利要求19所述的系统,还包括与骨切口定位装置可拆除地接合的至少一个深度计量器27.根据权利要求26所述的系统,其中,所述深度计量器包括可滑动构件,通过移动所述骨切除水平调整构件可调整所述可滑动构件,并且所述可滑动构件包括至少一个指示器,用于指示用户获得预期的骨切口水平的时间28.根据权利要求27所述的系统,其中,所述至少一个深度计量器包括作为一组提供的多个深度计量器,每个计量器具有在不同的深度指示不同的骨切除水平的指示器29.根据权利要求28所述的系统,其中,所述多个深度计量器包括具有深度为3_,9mm和IOmm的指示器的三个计量器30.根据权利要求27所述的系统,其中,所述指示器被选自由下述构成的组LED,彩色标记,反射性标记和可感触元件骨定位系统和方法相关文献的交叉引用本申请是2010年3月22日提交的美国专利申请No. 12/729,222的继续申请,美国专利申请No. 12/729,222是2009年11月11日提交的美国专利申请No. 12/616,747的部分分案申请,而美国专利申请No. 12/616,747是2009年11月2日提交的PCT/US2009/063015的继续申请,它们被整体以引用方·式并入本申请
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背景技术
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具体实施例方式
下面描述的装置、系统和方法可用在不同实施例中,用于加强和/或便于全膝关节置换术(TKA)过程,部分膝关节成形术过程,或其中一个或多个切口被制造于胫骨上,典型地在胫骨的近侧端,的任何其它适当膝关节手术过程一般来讲,这里描述的实施例提供用于在胫骨上定位骨切口的装置虽然下面的描述可能频繁提到TKA过程,但所描述的实施例也可用于部分膝关节成形术过程或其它制造胫骨切口的膝关节手术参考图1A,骨切口定位系统100的一个实施例被示出为附接到胫骨T在本视图中,胫骨T是右腿的胫骨并且处于向前(前方)的朝向中,胫骨T的外侧L朝向图的左侧且胫骨的内侧M朝向图的右侧图IB示出了处于胫骨T的内侧M朝向页面外的位置上的系统100,并且系统100被转动至指向内侧M,下面将更详细地解释图IC示出了系统的分解视图,并且图ID示出了系统100的一部分的分解视图在图1A-1D的实施例中,用于加强和/或便于在胫骨T上定位骨切口的系统100·包括骨切割导引件112 (或“导引块”)和骨切口定位装置110在可选实施例中,定位装置110可构造成不使用切割导引件112,或通过使用切割导引件112的不同变体,而定位骨切口在各种实施例中,骨切割导引件112可以是任何当前可商业得到的或之后开发的骨切割导引件112因为骨切割导引件或导引块在本领域内已知了,所以这里不作进一步描述了在不同实施例中,骨切割导引件112可被提供为系统100的一部分或可选地可分开得到在一些实施例中,骨切口定位装置110可通过插入胫骨T内的胫骨基准销102 (或“胫骨销”)连接至胫骨T销102可以是系统100的一部分或可分开得到,在不同实施例中销102可用于代替髓外杆(extramedularyrod)在图1A-1D的实施例中,骨切口定位装置110包括多个组成部件,其中一些可在图IC和ID中更容易看到如在图ID中示出的,例如,定位装置110可包括胫骨附接构件114,其经由接纳销102的孔115直接附接到胫骨T并且在定位装置110的使用过程中可相对于胫骨T转动地移动在本实施例中,胫骨附接构件114包括两个用于接触胫骨T的近侧端的脚垫-右脚垫114a和左脚垫114b在可选实施例中,一个脚垫或多于两个脚垫可被使用定位装置110还包括耦合件106,耦合件106将可转动的臂128附接至胫骨附接构件114内/外调整构件116和前/后调整构件104 (或“胫骨倾角调整构件”)相对于胫骨附接构件114移动构件128和106以调整装置110并且因此调整切割导引件112相对于胫骨T的定向在所示的实施例中,调整构件116,104是可通过调节装置124,例如但不限制于图中示出的艾伦扳手,调节的带螺纹的、类似螺栓的构件在可选实施例中,任何其它适当的调节装置可被用于相对于胫骨附接构件114调节耦合件106,例如齿轮齿条,齿圈和小齿轮(ring and pinion gear)或类似装置通过调节调整构件116,可在定位过程中转动可转动臂128,虽然在定位过程中可转动臂128保持于胫骨T前面可转动臂128包括用于接纳与切割导引附接构件134接合的胫骨切除水平调整构件132的狭槽108,切割导引附接构件134与切割导引件112可拆卸地接合在一个实施例中,胫骨切除水平调整构件132可包括带有螺纹和调节手柄的类似螺栓的装置,如图1A-1D中所示狭槽108被配置用于允许切除水平调整构件132前后水平滑动以朝向和远离胫骨T移动切割导引件112并且上下竖直移动,以选择切割导引件112建立锯片在胫骨T上建立的骨切除平面的高度(也就是,骨切除水平)在一些实施例中,在调整后切除水平调整构件132可被锁定或设置在理想的水平可转动臂128与摆臂126 (或“摇臂”)通过轴129在枢转点接合可选地,锁紧螺钉130可被包括以相对于可转动臂128锁定摆臂126,典型地在0° (朝向前面胫骨)或90° (朝向侧胫骨)的定向摆臂126与发光装置120接合,发光装置120通常包括光源并且在一些实施例中包括通/断开关121发光装置120能够指引光平面(plane of light)122 (图IA和IB)朝向胫骨T的表面,用于引导装置110的定向和调整在可选实施例中,发光装置发射的光可以是光束、扇状或任何其它适当的线性配置的形式,用于照亮胫骨的某一长度在一些实施例中,发光装置120可被用户倾斜以保证光平面122被沿着胫骨表面引导摆臂126可被配置用于从0°位置朝着任一侧转到90°位置在一个实施例中,例如,摆臂126可从0°位置面对着患者第一膝上的胫骨内侧转到90°位置,并且可在患者·第二膝上的相反的方向上转动以使90°位置也面对着第二胫骨的内侧在可选实施例中,90°位置可以是胫骨的内侧或外侧耦合件106可通过调整装置在前/后方向上调整至前/后调整构件104在不同实施例中,耦合件106可被锁定在前/后定向上以及或可选地被锁定在内/外定向(varus/valgus orientation)上在一些实施例中,调整构件116,104和锁定构件118可都是螺钉,螺栓或其它带螺纹的调整构件在所示的实施例中,调整构件116,104和锁定构件118使用艾伦扳手124调整,虽然在可选实施例中,任何适当的调节装置可被使用,例如螺丝刀,扳手,指状物或类似物参考图IC和1D,胫骨切除调整构件132穿过狭槽108并且附接至切割导引附接构件134切割导引附接构件134被配置为用于保持切割导引件112的平台在可选实施例中,附接构件134可具有用于与一个或多个不同切割导引件可拆除地附接的任何其它适当的形状,尺寸和结构骨切口定位装置110的各个部件可由任何适当材料制成例如,在一些实施例中,许多部件可由不锈钢或其它金属制成,其它部件可以是塑料的在典型的实施例中,装置110的所有材料可以是通过通常使用的消毒技术可消毒的,例如Gamma照射消毒,EtO消毒以及类似方法在可选实施例中,任何调整螺钉,螺栓,耳轴(trunions)或类似构件可用类似的调整构件代替,并且调整装置例如艾伦扳手,螺丝刀以及类似构件可同样被替代现在参考图2A-2J,示出了根据一个实施例的作为TKA或其它膝部手术过程的一部分的在胫骨上定位骨切口的方法如图2A中的透视图所示,骨切口定位系统100 (骨切口定位装置110和切割导引件112)可首先通过基准销102与胫骨T接合初始附接时,骨切口定位装置110可被调整为使摆臂126将发光装置120定位在0°角,也就是,面对着胫骨T的前表面光平面122可被大体朝向胫骨T的前表面引导,但初始时可不对准,以直接沿着前表面的中线发光如图2B和2C中示出的,调节装置124可被用于调整内/外调整构件116,内/外调整构件116在内/外定向上移动可转动臂128,摆臂126和发光构件120此运动调节光平面122的方向以便,如图2C所示,光122可近似地被沿着胫骨T的前表面的中线引导定位装置110被配置成当光平面122被近似地沿着胫骨T的前表面的中线引导时,如图2C所示,切割导引件112被定向在理想的内/外定向上用于制造胫骨切口在一个实施例中,并且参考图2D,调节装置124下一步可被用于经由锁定构件118锁定在定位装置Iio的内/外调整装置上在可选实施例中,可不必须锁定在内/外调整装置中或调整装置可通过装置110的自动锁定机构自动锁定参考图2E,下一步,调节装置124可与前/后调整构件104接合如图2F中示出的,摆臂126可被绕轴129 (目前不可见)转动约90°以定位发光构件120,从而沿着胫骨T的内侧M引导光平面122虽然在可选实施例中,胫骨T的外侧L可被用于骨切口定位方法,但内侧M通常是用于定向和定位装置110和切割导引件112的优选侧如图2G中示出的,下一步,调节装置124可被用于调整前/后调整构件104(目前不可见),并且因此移动耦合件106,可转动臂128,摆臂126和发光构件120,从而近似地沿·着胫骨T的内侧M的中线引导光平面122比较图2F和2G可知,当定位装置110被调整时,切割导引件112相对于胫骨的定向也被调整在一个实施例中,前/后定向可通过第二锁定构件锁定在位然而,此第二锁定是可选的并且不包括在图中的实施例中现在参考图2H,当内/外和前/后调整完成之后,胫骨切除水平调整构件132可被转动以相对于胫骨T向上或向下移动切割导引件112 (空心箭头示出了向上的运动)此向上或向下的调整可通过医师根据切割导引件相对于胫骨T的理想位置而进行调整构件132可被沿着狭槽108 (目前不可见)滑动以移动切割导引件112使之与胫骨T接触(实心箭头示出了水平的运动)切割导引件112与胫骨T接触后,可使用一个或多个骨连接销140 (或“杆”)被附接至胫骨T,如图21中所示最后,如图21中所示,定位装置110可被移除,留在切割导引件112后面,医师可能随后使用切割导引件112引导锯片从胫骨T的近侧端切下骨切片胫骨切口被制造后,切割导引件112被移除并且进行TKA或其它膝部手术过程的剩余部分如上所述的,在可选实施例中,定位装置110可被用于标记或以其它方式引导胫骨切口,因此消除了对于切割导引件112的需要在任一情况下,定位装置110帮助定位胫骨切口以加强TKA或其它膝部手术过程中的韧带平衡(韧带balancing)和保证胫骨到股骨的正确对准现在参考图3A-3C,示出了用于定位胫骨切口的系统200的另一实施例系统200的许多特征与在上面关于图1A-1D描述的那些相同或类似,因此这里不再描述那些特征在本实施例中,如在图3C的后视图中最佳示出的,胫骨附接构件213包括带有外脚垫214b的外附接构件213a和带有内脚垫214b的内附接构件213b附接构件213a,213b通过两个基准销203附接至胫骨T,并且耦合件206被附接至附接构件213a,213b如在图3A中示出的,在一些实施例中,附接构件213a,213b可使用锁紧螺钉215或其它锁定机构锁定到耦合件206如在图3A和3C中示出的,在一些实施例中,耦合件还可通过另一基准销202附接至胫骨T系统200包括可选的切割导引件保持器234,切割导引件保持器234包括在系统200的调整过程中切割导引件212靠在其上面的两个杆235,以选择用于切割导引件212的理想位置如在前面描述的实施例中那样,保持器234被附接至骨切口切除水平调整构件232,骨切口切除水平调整构件232被配置用于向上和/或向下移动保持器234以选择理想的切除水平(resection level)调整构件232也可以穿过可转动臂上的狭槽前后运动,如前面描述的,以使切割导引件212与胫骨T接触或脱离接触参考图3B和3C,在一些实施例中,系统200可包括用于确定骨切口切除水平的探针(stylus)250根据不同实施例,探针250与胫骨附接构件213和/或耦合件206接合如图3C所示,探针250通过胫骨接触件254接触胫骨的一个关节表面在示出的实施例中,外关节表面被接触如图3B中所示,探针250围绕着胫骨T卷绕并且延伸至切除水平缓冲垫252,切割导引件212可被调整为抵靠在切除水平缓冲垫252上以选择理想的骨切除水平在本实施例中,其中,胫骨接触件254接触胫骨T的外关节表面,缓冲垫252的接触点可在外关节表面下方约8mm和约Ilmm之间,并且在一些实施例中,在外关节表面下方约9mm和约IOmm之间如果探针250与内关节表面接合,缓冲垫252将可能延伸至内关节表面下方的不同水平一般来说,探针250被用于帮助选择理想的胫骨切除水平,在这里通过调节调整构件232而放置切割导引件212现在参考图3D,胫骨切割导引件212被示出经由两个附接杆270 (或“销”)附接至·胫骨T在可选实施例中,只有一个杆270,两个以上杆270,或任何适当可选的紧固件可用于将切割导引件212附接至胫骨T在附接切割导引件212后,用胫骨锯片260在近侧胫骨T上进行骨切口(或多个切口)刀片260被附接至骨锯(未示出)而制造切口一旦胫骨切口制造完成之后,切割导引件212被移除并且执行TKA或其它膝关节成形术过程的剩余部分现在参考图4A-4H,示出了根据一个实施例的胫骨切口定位系统的胫骨附接构件300在本实施例中,如图4A中示出的,胫骨附接构件300包括三个固定孔302,它们相对于彼此偏置以使附接构件300附接至胫骨时对其提供更好的稳定性胫骨附接构件300可进一步包括用于接触胫骨的内和外关节表面的两个胫骨接触脚部304 (图4C)在一些实施例中,这些接触脚部304可独立移动和/或可锁定脚部304还可被设计用于在股骨下面滑动并且提供与胫骨一致的接触,如图4B中所示图4D-4F分别是胫骨附接构件300的俯视图,侧视图和剖视图,示出了胫骨倾角(或“前/后”)调整装置306,308,310在图4F的剖视图中,可以看出调整装置包括锁位球体(captured ball)306,锁位螺钉(captured screw)308和枢轴310在本实施例中,锁位螺钉308可被相对于锁位球体306进行调整以围绕着枢轴310移动胫骨附接构件300,并且因此调整胫骨附接构件300的胫骨倾角(或“前/后定向”)在可选实施例中,其它调整机构可被使用,并且此实施例只被提供为示例图4G-4I分别是胫骨附接构件300的俯视图,侧视图和剖视图,示出了内/夕卜(或“内/外”)调整装置312,314,316在图41中示出的沿着图4H中的虚线A-A所作的剖视图中,可以看出调整装置包括锁位球体312,锁位螺钉314和枢轴316,它们类似于胫骨倾角的调整装置再次,锁位螺钉314可被相对于锁位球体312进行调整以围绕着枢轴316移动胫骨附接构件300并且因此调整胫骨附接构件300的内/外(或“前/后”)定向在可选实施例中,其它调整机构可被使用现在参考图5A-5I,在不同视图中示出了胫骨切口定位系统320的可选实施例如图5A中所示,在一个实施例中,骨切口定位系统320可包括与臂328可拆卸地连接的胫骨附接构件322在不同实施例中,附接构件322和臂328可经由任何可接受的装置相互连接例如,在所示实施例中,附接构件322可包括与臂328上的磁性附接板配合的磁性附接板324臂328的磁性附接板上的销326可安装到附接构件322的磁性附接板324上的孔中此配置可便于臂328到附接构件322上的拆除和安装,因此使得整个系统320更轻便并且容易使用现在参考图5B,臂328大体包括第一附接点330a和第二附接点330b用于将激光发射器340 (图5C)可移除地附接至臂328如图示出,臂328大致围绕着圆弧延伸约90度,但臂328自身不需要被成形为圆弧附接点330a,330b设置在臂328的相反端部或附近,从而当臂328被附接至胫骨附接构件322时,附接点330a,330b被大体定位成使得附接的激光发射器340面向(address)胫骨的前面和侧面(内侧或外侧)附接点330a,330b可与激光发射器340通过磁力附接装置连接,类似于臂328到胫骨附接构件322上的附接在一个实施例中,臂328的每一端可包括一个附接点330a,330b (或“磁性接触区域”),如图5B中示出可选地,如图51中示出,臂322的另一实施例可在臂322的每一端包括附接点334 (或“磁性接触区域”)可选地,如图5J中示出,另一实施例可包括至旋转的摆臂126·上的磁性附接点在又另一实施例中,光发射器340可经由任何其它适当的附接装置附接至臂328图OT-5H示出了在不同点处附接到臂并且从不同角度朝向胫骨发射光342的激光发射器340在一个实施例中,光发射器340在其通过其磁性附接件(或其它附接装置)被附接至臂328之前可不打开此控制用作安全机构以防止光发射器340被永久打开或在使用后意外地停留在打开状态在一个实施例中,光发射器340可在附接至臂328时自动打开并且当从臂328拆除时自动关闭光发射器340相对于臂328的简单的可拆除性和附接允许容易地从胫骨倾角调整装置移动到内/外调整装置,以及反之图5E和5F示出了内/外对准位置,而图5G和5H示出了胫骨倾角对准位置现在参考图6,在一个实施例中,骨切口定位系统的骨切除水平调整构件可包括与销模板(pin template) 346 (或“销导引构件”)接合的调整旋钮344旋钮344每转一圈可降低或升高销模板346已知的距离,例如在一个实施例中为1mm如在图7中示出的,一些实施例可进一步包括深度计量器348,其可定位(reference)胚骨的内侧或外侧腔室的沟槽,用于帮助用户确定将要制造的骨切口的深度图8A-8D描述了使用骨切口定位系统320在胫骨上制造骨切口的根据一个实施例的方法如图8A中示出,一旦胫骨倾角,内/外和骨切口水平调整已经通过系统320完成,销350可被插入穿过销模板346上的孔并且钻入到胫骨内如图SB中示出,臂328以及附接到臂328上的系统320的部件可从胫骨附接构件322上拆除如图8C和8D中示出的,骨切割导引件352可在销350上前进,并且骨锯354可被用于制造胫骨切口现在参考图9A-9D,骨切口定位系统的一个可选特征可以是胫骨切口检查装置360使用时,切口检查装置360被附接到胫骨的切口表面,或者经由销350或通过用户手动保持切口检查装置360的可视特征362可用于评估胫骨切口如图9B中示出的,切口检查装置360可包括附接板364,以便使用与胫骨附接装置322相同的附接装置被附接到臂328如图9C和9D中示出,激光发射器340可与接合臂328的切口检查装置360 —起使用,用于检查胫骨倾角和内/外对准如果初始切割没有实现预期的对准,可制造另外的切口并且再次检查直到获得预期的结果参考图10A-10D,骨切口定位系统的另一可选特征可以是一个或多个深度计量器370,用于帮助用户选择预期的胫骨切除水平在一个实施例中,例如,用于不同的骨切口切除水平的多个深度计量器370可被提供如图中示出,例如,一个实施例可包括3mm的计量器372a, 9mm的计量器370b,和IOmm的计量器370c,用于测量骨切除水平在本实施例中,每个计量器370在骨切除的预期水平上包括LED 372-也就是,3mm 的 LED 372a,9mm 的 LED 372b,和 IOmm 的 LED 372c如图IOB中示出的,深度计量器370b可被置于深度臂374内,深度臂374被附接 到胫骨附接构件322并且包括孔376如前面讨论的,销模板346通常被包括在骨切口定位系统中并且附接到臂328并且可经由旋钮344调整如图IOC中示出的,转动旋钮344将升高销模板346以接触深度计量器370b的一端如图IOD中示出,继续转动旋钮344将继续升高销模板346并且因此向上推动深度计量器370b,以使LED 372b通过孔376可见在这一点上,当LED 372b通过孔376可见时,用户知道骨切口已经到达了预期的高度在另一实施例中,并且参考图11A-11E,不同高度380a,380b,380c的深度计量器可包括彩色的,反射性的或以其他方式可识别的标记382a,382b,382c当然,在本实施例或前面的实施例中,任何适当数目的深度计量器380可被提供,从一个到任何有限的数字在一些实施例中,多个深度计量器380可被提供为一组或套件,而在其它实施例中,深度计量器可被单独提供而且,虽然LED 372的示例被示出在深度计量器370a,370b, 370c中,并且圆周的标记382被示出在深度计量器380a,380b, 380c中,但在可选实施例中,任何适当的可视的,可感触的或其它反馈元件可被用于帮助用户确认已经获得了理想的高度,例如但不限制于一个或多个用于感触反馈的凸起,用于视觉的彩色点,或表示预期高度的蜂鸣音由此,图10A-10D和11A-11E的示例实施例被提供只用于示例目的现在参考图11B,在本实施例中,如前面一个实施例一样,计量器380a可被插入到具有孔386 (在本实施例中是狭槽形状而不是圆形的)的深度臂384中如图IlC和IlD中示出,旋钮344可被调整以使销模板346与计量器380a的一端接触(图11C)并且然后向上推计量器380a,直到标记382a通过孔386显示出来如果用户将旋钮344转动得太过,如图IlE中所示,标记382b就不能通过孔386显示了,所以用户就会知道要在相反的方向上转动旋钮以调整骨切口的高度本发明在不偏离其本质特征的情况下可体现为其它特殊形式例如,在可选实施例中,方法步骤可被删除,添加或以与上述不同的顺序进行在一个实施例中,例如,可以在进行内/外调整之前进行前/后调整因此,上面描述的实施例和可选实施例以及其等效内容意于被包括在由下面的权利要求所限定的本发明的范围内同时,虽然本说明被适合于在胫骨上工作,但本装置、方法和系统可与其它骨一起使用这里描述的所有元件和步骤优选被包括,但可被省略或用其它元件和步骤代替广泛地说,本发明至少公开了下述概念概念I. 一种在胫骨上定位骨切口的方法,所述方法包括将骨切口定位装置与胫骨接合;在内/外定向上相对于胫骨调整定位装置;在前/后定向上相对于胫骨调整定位装置;以及向上或向下调整定位装置以选择胫骨切除水平
专利名称:骨定位系统和方法专利说明在另一方面中,一种在胫骨上定位骨切割导引件的方法可包括接合切割导引件定位装置与胫骨,其中定位装置被与胫骨切割导引件接合;从定位装置发射光;在内/外定向上调整所述定位装置,从而近似沿着胫骨的前表面的中线发光;摆动定位装置的摆臂约90度以沿着胫骨的一侧发光;在前/后定向上调整所述定位装置,从而近似沿着所述胫骨的一侧的中线发光;向上或向下调整所述定位装置以选择胫骨切除水平;以及使用被调整的定位装置将胫骨切割导引件附接至胫骨。在另一方面中,一种在胫骨上定位骨切口的装置可包括胫骨附接构件;可移动地附接到胫骨附接构件的耦合件;转动地附接到耦合件上的可转动臂;摆臂,其通过轴与可转动臂接合以使摆臂的自由端从前位置摆动到侧位置;发光构件,其在所述自由端或附近与摆臂接合以沿着胫骨发射光;内/外调整构件,用于调整所述可转动臂,以近似沿着胫骨的前表面的中线引导被发射的光;前/后调整构件,用于在前/后定向上相对于胫骨附接构件调整耦合件,以近似沿着胫骨的一侧的中线引导被发射的光;以及胫骨骨切除水平调整构件,用于选择切除胫骨的水平。在一些实施例中,胫骨附接构件可包括用于接触未切割的胫骨的关节表面的至少·一个脚垫以及用于使附接构件经过附接至胫骨的基准销上方的至少一个孔。在一个实施例中,附接构件包括具有第一孔的内关节表面脚垫和具有第二孔的外关节表面脚垫。在一些实施例中,发光构件在线性或平面结构中发射光。在一些实施例中,所述胫骨的一侧是内侧,摆臂在沿着胫骨的前表面发光的第一位置和沿着胫骨的内侧发光的第二位置之间摆动。可选地,在其它实施例中,胫骨的外侧可被引导。一些实施例可还包括与胫骨附接构件接合的探针(stylet),探针被配置用于从胫骨的上表面延伸到上表面前面和上表面下方的位置。此胫骨切除水平调整构件是可调整的以使胫骨切割导引件与探针在该位置接触。在一些实施例中,该装置还包括胫骨切割导引件保持器,调整构件的调整调节切割导引件保持器的位置。在另一方面中,一种在胫骨上定位胫骨切割导引件的系统可包括胫骨切割导引件和切割导引件定位系统。所述定位系统可包括胫骨附接构件;可移动地附接到胫骨附接构件的耦合件;转动地附接到耦合件上的可转动臂;摆臂,其通过轴与可转动臂接合以使摆臂的自由端从前位置摆动到侧位置;发光构件,其在所述自由端或附近与摆臂接合以沿着胫骨发射光;内/外调整构件,用于调整所述可转动臂,以近似沿着胫骨的前表面的中线引导被发射的光;前/后调整构件,用于在前/后定向上相对于胫骨附接构件调整耦合件,以近似沿着胫骨的一侧的中线引导被发射的光;胫骨骨切除水平调整构件,用于选择切除胫骨的水平;以及胫骨切割导引件保持器,调整构件的调整调节切割导引件保持器的位置。一般地,胫骨切割导引件保持器可相对于可转动臂移动以移动胫骨切割导引件使之与胫骨接触。在一些实施例中,该系统可还包括用于将导引件定位装置的胫骨附接构件可拆除地附接至胫骨的至少一个基准销。可选地,该系统可还包括用于将胫骨切割导引件附接至胫骨的至少一个切割导引件紧固件,例如销或杆。在另一方面中,一种在胫骨上定位骨切口的方法可包括将骨切口定位装置与胫骨接合;在内/外定向上相对于胫骨调整定位装置;在前/后定向上相对于胫骨调整定位装置;以及向上或向下调整定位装置以选择胫骨切除水平。可选地,方法可还包括,在内/外定向上进行调整之前,将激光发射器附接到定位装置的臂;以及在前/后定向上进行调整之前,从臂上拆除激光发射器,并且将激光发射器重新附接到臂的相反端部或附近。在这种实施例中,将发射器附接到定位装置致动发射器使其能够发射激光,并且在内/外定向上调整所述装置包括移动被发射的激光使其近似沿着胫骨的前表面的中线发光,在前/后定向上调整所述装置包括移动被发射的激光使其近似沿着胫骨的一侧的中线发光。在一些实施例中,所述胫骨的一侧包括内侧。在一个实施例中,将骨切口定位装置与胫骨接合包括接合胫骨附接构件与胫骨的近侧端;以及接合定位装置的臂与胫骨附接构件。所述臂从胫骨前面的所述臂的第一端到胫骨外侧或内侧的所述臂的第二端围绕着胫骨延伸约90度。在一个实施例中,所述臂通过磁性连接附接到胫骨附接构件,以及所述激光发射器通过磁性连接附接到所述臂。而且在一个示例实施例中,所述调整步骤包括调整与锁位球接合的螺钉以围绕着枢轴移动定位装置的一部分。本方法可可选地还包括使用所述定位装置将骨切割导引件附接至胫骨。在这种实施例中,本方法可还包括从胫骨和切割导引件上拆除所述定位装置;以及通过切割导引件引导在胫骨上制造至少一个切口。·在另一方面中,一种在胫骨上定位骨切口的方法可包括将骨切口定位装置与胫骨接合;在所述装置的臂的一端或附近接合激光发射器与所述定位装置,从而当发射器与所述装置接合时发射光;在内/外定向上调整所述定位装置,从而近似沿着胫骨的前表面的中线发光;在臂的相反端部或附近接合激光发射器与所述定位装置,从而在发射器与所述装置接合时发射光;在前/后定向上调整所述定位装置,从而近似沿着胫骨的一侧的中线发光;以及向上或向下调整所述定位装置以选择胫骨切除水平。可选地,在一个实施例中,该方法可还包括使用被调整的定位装置将胫骨切割导引件附接至胫骨,从胫骨和切割导引件上拆除定位装置;以及通过切割导引件引导在胫骨上制造至少一个切口。在本发明的另一方面中,一种在胫骨上定位骨切口的装置可包括胫骨附接构件,臂,其可附接到胫骨附接构件并且在约90度的圆弧上延伸;激光发射器,其可在臂的一端或附近的第一位置和在臂的相反端部或附近的第二位置附接到臂;内/外调整构件,用于移动所述臂,以在第一位置近似沿着胫骨的前表面的中线引导发射器发射的光;前/后调整构件,用于移动所述臂,以在第二位置近似沿着胫骨的一侧的中线引导发射器发射的光;以及骨切除水平调整构件,用于选择切除胫骨的水平。 在一些实施例中,胫骨附接构件可包括用于接触胫骨的内和外关节表面的可独立移动的内和外脚部。在一个实施例中,内/外调整构件包括围绕着第一枢转点转动胫骨附接构件的第一锁位球和锁位螺钉,并且前/后调整构件包括围绕着第二枢转点转动胫骨附接构件的第二锁位球和锁位螺钉。在一个实施例中,所述激光发射构件在第一位置和第二位置通过磁力附接到臂。在本或其他实施例中,所述臂通过磁力附接到胫骨附接构件。一个实施例可还包括胫骨切割导引件保持器,其中所述调整构件的调整调节切割导引件保持器的位置。一些实施例可还包括与骨切除水平调整构件接合的深度计量器。在本发明的另一方面中,一种在胫骨上定位骨切口的系统可包括胫骨切割导引件和骨切口定位系统。切割导引件定位系统可包括胫骨附接构件;臂,其可附接到胫骨附接构件并且在约90度的圆弧上延伸;激光发射器,其可在臂的一端或附近的第一位置和在臂的相反端部或附近的第二位置附接到臂;内/外调整构件,用于移动所述臂,以在第一位置近似沿着胫骨的前表面的中线引导发射器发射的光;前/后调整构件,用于移动所述臂,以在第二位置近似沿着胫骨的一侧的中线引导发射器发射的光;以及骨切除水平调整构件,用于选择切除胫骨的水平。在一个实施例中,所述胫骨切割导引件保持器可相对于所述臂移动,以移动胫骨切割导引件使之与胫骨接触。可选地,本系统可还包括用于将导引件定位装置的胫骨附接构件可拆除地附接至胫骨的至少一个基准销。本系统可还包括用于将胫骨切割导引件附接至胫骨的至少一个切割导引件紧固件。在一些实施例中,所述激光发射构件在可被沿着胫骨引导的线性或平面结构中发射光。在一些实施例中,所述激光发射构件在第一位置和第二位置通过磁力附接到臂。在一些实施例中,所述臂通过磁力附接到胫骨附接构件。一些实施例可还包括可附接到切割导引件定位系统的深度计量。在一些实施例中,深度计量器包括可滑动构件,通过移动所述骨切除水平调整构件可调整所述可滑动构件,并且所述可滑动构件包括至少一个指示器,用于指示用户获得预期的骨切口水平的时间。在一些实施例中,所述至少一个深度计量器包括作为一组提供的多个深度计量器,每个计量器具有在不同的深度指示不同的骨切除水平的指示器。例如,在一个实施例中,所述多个深度计量器包括具有深度为3mm,9mm和IOmm的指示器的三个计量器。在各种实施例中,所述指示器被选自由下述构成的组LED,彩色标记,反射性标记和可感触元件。·应参考结合附图给出的描述进一步描述本发明的特征和优势。然而,每个附图被提供只用于示意和描述目的并且不意于限制本发明的实施例的范围。图IA是根据一个实施例的与胫骨的近侧端耦合的骨切口定位系统的透视图;图IB是图IA的系统和胫骨的侧视图;图IC是图IA和IB的系统的分解透视图;图ID是图1A-1C的系统的一部分的分解图;图2A-2J示意出根据一个实施例的使用骨切口定位系统定位骨切口(骨cut)的方法;图3A是根据可选实施例的与胫骨的近侧端耦合的骨切口定位系统的透视图;图3B和3C分别是添加了可选的探针(stylet)的图3A的定位系统的透视图和后视图;图3D是胫骨的透视图,具有在使用图3A-3C的定位系统定位切割导引件之后附接在位的切割导引件和胫骨锯片;图4A-4I是根据一个实施例的骨切口定位系统的胫骨附接构件的不同视图;图5A-5J是根据可选实施例的骨切口定位系统不同各视图;图6是根据一个实施例的胫骨销定位调整构件的侧视图;图7是骨切口定位系统的一个实施例的深度导引件的透视图;图8A-8D描述了根据一个实施例的使用骨切口定位系统放置导引销和导引块的方法;图9A-9D是根据一个实施例的胫骨切口检查装置的不同视图;图10A-10D示出了根据一个实施例的骨切口定位系统的深度计量器装置;以及图11A-11E示出了根据可选实施例的骨切口定位系统的深度计量器装置。概念2.如概念I中所述的方法,还包括在内/外定向上进行调整之前,将激光发射器附接到定位装置的臂,其中,将发射器附接到定位装置致动发射器使其能够发射激光,并且在内/外定向上调整所述装置包括移动被发射的激光使其近似沿着胫骨的前表面的中线发光;以及在前/后定向上进行调整之前,从臂上拆除激光发射器,并且将激光发射器重新附接到臂的相反端部或附近,其中在前/后定向上调整所述装置包括移动被发射的激光使其近似沿着胫骨的一侧的中线发光。概念3.如概念2中所述的方法,其中,所述胫骨的一侧包括内侧。概念4.如概念2中所述的方法,其中,将骨切口定位装置与胫骨接合包括接合胫骨附接构件与胫骨的近侧端;以及·接合定位装置的臂与胫骨附接构件,其中,所述臂从胫骨前面的所述臂的第一端到胫骨外侧或内侧的所述臂的第二端围绕着胫骨延伸约90度。概念5.如概念4中所述的方法,其中,所述臂通过磁性连接附接到胫骨附接构件,以及所述激光发射器通过磁性连接附接到所述臂。概念6.如概念I中所述的方法,其中,所述调整步骤包括调整与锁位球接合的螺钉以围绕着枢轴移动定位装置的一部分。概念7.如概念I中所述的方法,还包括使用所述定位装置将骨切割导引件附接至胫骨。概念8.如概念7所述的方法,还包括从胫骨和切割导引件上拆除所述定位装置;以及通过切割导弓I件引导在胫骨上制造至少一个切口。概念9. 一种在胫骨上定位骨切口的方法,所述方法包括将骨切口定位装置与胫骨接合;在所述装置的臂的一端或附近接合激光发射器与所述定位装置,从而当发射器与所述装置接合时发射光;在内/外定向上调整所述定位装置,从而近似沿着胫骨的前表面的中线发光;在臂的相反端部或附近接合激光发射器与所述定位装置,从而在发射器与所述装置接合时发射光;在前/后定向上调整所述定位装置,从而近似沿着胫骨的一侧的中线发光;以及向上或向下调整所述定位装置以选择胫骨切除水平。概念10.如概念9中所述的方法,还包括使用被调整的定位装置将胫骨切割导引件附接至胫骨。概念11.如概念10中所述的方法,还包括从胫骨和切割导引件上拆除定位装置;以及通过切割导引件弓I导在胫骨上制造至少一个切口。概念12. —种在胫骨上定位骨切口的装置,所述装置包括胫骨附接构件;臂,其可附接到胫骨附接构件并且在约90度的圆弧上延伸;激光发射器,其可在臂的一端或附近的第一位置和在臂的相反端部或附近的第二位置附接到臂;内/外调整构件,用于移动所述臂,以在第一位置近似沿着胫骨的前表面的中线引导发射器发射的光;前/后调整构件,用于移动所述臂,以在第二位置近似沿着胫骨的一侧的中线引导发射器发射的光;以及骨切除水平调整构件,用于选择切除胫骨的水平。概念13.如概念12中所述的装置,其中,所述胫骨附接构件包括用于接触胫骨的内和外关节表面的可独立移动的内和外脚部。概念14.如概念12中所述的装置,其中,所述内/外调整构件包括围绕着第一枢转点转动胫骨附接构件的第一锁位球和锁位螺钉,并且前/后调整构件包括围绕着第二枢转点转动胫骨附接构件的第二锁位球和锁位螺钉。 概念15.如概念12中所述的装置,其中,所述激光发射构件在第一位置和第二位置通过磁力附接到臂。概念16.如概念15中所述的装置,其中,所述臂通过磁力附接到胫骨附接构件。概念17.如概念12中所述的装置,还包括胫骨切割导引件保持器,其中所述调整构件的调整调节切割导引件保持器的位置。概念18.如概念12中所述的装置,还包括与骨切除水平调整构件接合的深度计量器。概念19. 一种在胫骨上定位骨切口的系统,所述系统包括胫骨切割导引件;以及胫骨骨切口定位系统包括胫骨附接构件;臂,其可附接到胫骨附接构件并且在约90度的圆弧上延伸;激光发射器,其可在臂的一端或附近的第一位置和在臂的相反端部或附近的第二位置附接到臂;内/外调整构件,用于移动所述臂,以在第一位置近似沿着胫骨的前表面的中线引导发射器发射的光;前/后调整构件,用于移动所述臂,以在第二位置近似沿着胫骨的一侧的中线引导发射器发射的光;以及骨切除水平调整构件,用于选择切除胫骨的水平。概念20.如概念19中所述的系统,其中,所述胫骨切割导引件保持器可相对于所述臂移动,以移动胫骨切割导引件使之与胫骨接触。概念21.如概念19中所述的系统,还包括用于将导引件定位装置的胫骨附接构件可拆除地附接至胫骨的至少一个基准销。概念22.如概念19中所述的系统,还包括用于将胫骨切割导引件附接至胫骨的至少一个切割导引件紧固件。概念23.如概念19中所述的系统,其中,所述激光发射构件在可被沿着胫骨引导的线性或平面结构中发射光。概念24.如概念19中所述的系统,其中,所述激光发射构件在第一位置和第二位置通过磁力附接到臂。概念25.如概念19中所述的系统,其中,所述臂通过磁力附接到胫骨附接构件。概念26.如概念19中所述的系统,还包括与骨切口定位装置可拆除地接合的至少一个深度计量器。概念27.如概念26中所述的系统,其中,所述深度计量器包括可滑动构件,通过移动所述骨切除水平调整构件可调整所述可滑动构件,并且所述可滑动构件包括至少一个指示器,用于指示用户获得预期的骨切口水平的时间。概念28.如概念27中所述的系统,其中,所述至少一个深度计量器包括作为一组提供的多个深度计量器,每个计量器具有在不同的深度指示不同的骨切除水平的指示器。概念29.如概念28中所述的系统,其中,所述多个深度计量器包括具有深度为 3mm, 9mm和IOmm的指示器的三个计量器。概念30.如概念27中所述的系统,其中,所述指示器被选自由下述构成的组LED,彩色标记,反射性标记和可感触元件。宽泛地讲,本公开至少公开了下面的方法。一种在骨上定位骨切口的方法可包括接合骨切口定位装置与身体骨骼;在内/外定向上相对于身体骨骼调整定位装置;在前/后定向上相对于身体骨骼调整定位装置;以及向上或向下调整定位装置以选择骨切除水平。
这里描述的实施例涉及一种医学/手术装置,系统和方法。更具体地,这里描述的实施例涉及用于增强膝关节手术过程的装置,系统和方法。
在美国每年进行约550,000例全膝关节置换手术(也称为全膝关节成形术(“TKA”)),用于治疗慢性膝关节疼痛和机能障碍。随着美国和世界人口老龄化并且变得更肥胖,膝关节置换术越来越普遍,因为膝关节由于它们增大的负荷和多年的压力而承受越来越严重的磨损和撕裂。传统的TKA手术一般很有效但也很具有侵略性并且有时不够精确,从而导致达不到理想的结果。
膝关节一般被限定为股骨与胫骨的连接点。构成膝关节的结构包括远侧股骨,近侧胫骨,膝盖骨,以及膝关节内和周围的软组织。在膝关节行使功能的过程中四条韧带是特别重要的-前交叉韧带,后交叉韧带,内侧副韧带,和外侧副韧带。在患有关节炎的膝盖中,股骨与胫骨的连接点处的保护性软骨已经磨损使得股骨直接接触胫骨。这种骨与骨的接触导致很大的疼痛和不舒服。TKA过程的主要目的是用修复性元件替换股骨的远侧端,胫骨的近侧端以及膝盖骨的内表面,以避免骨与骨的接触并且为关节运动提供平滑的,完好对准的表面,同时还制造移动大范围运动的稳定的膝关节。
在TKA手术中,医生切开膝盖,敲开膝盖骨,从股骨的远侧端和从胫骨的近侧端切割骨,并且安装新的人造的修复性端部到股骨和胫骨上,从而形成新的膝关节。在一些TKA手术中,膝盖骨的内表面也可用修复性元件覆盖。切开膝,移动膝盖骨,锯掉骨段,并且植入人造植入体是非常具有侵略性但很有效的手术。确定如何去掉股骨和胫骨的端部以保证韧带在新的修复性膝关节内的正确对准和平衡可能是非常具有挑战性的并且通常涉及不止一门科学。其中韧带张力没有完美平衡的人工膝关节比正确平衡的膝关节承受着严重得多的磨损和撕裂,此正确的平衡实现起来非常困难。因此,在年轻患者身上进行的TKA手术在患者的一生中典型地需要重复一次或很多次。
由于传统的TKA的侵略性和不精确性,在本领域中需要改进的技术和装置。许多最低限度侵略性的(或“更不具有侵略性的”)TKA技术,包括对患者形成更小的切口尺寸和减少的外伤,已经被开发出来以缩短患者康复时间。这些最低限度侵略性手术中的一些,以及其他创新,也已经致力于通过使其更精确,更可重复而增强和/或帮助TKA,并且因此理想地减小人工膝关节上的磨损和撕裂,并且减少了对重复过程的需要。改进的技术和装置还意味着对所有TKA患者增强效果,膝关节更好地发挥作用以及人工膝关节的使用寿命更长。
TKA手术中最大的挑战之一是在膝盖的整个运动范围中正确平衡韧带张力,特别是内侧和外侧副韧带中的张力。连接膝盖的内侧和外侧上的远侧股骨和内侧胫骨的副韧带对膝盖的稳定性和运动性起着重要的作用。如果其中一个副韧带相对于另一个副韧带太松或太紧,典型地膝盖将不稳定,运动范围可能受限,膝盖骨可能运动(或“循轨”)不正确,并且股骨和/或胫骨可能磨损不均匀,导致关节炎和疼痛。典型地,TKA手术后不均衡的关节张力将导致关节的不稳定性和膝盖骨循轨不良,运动范围受限,膝盖功能受损,以及修复装置磨损不均衡和加剧,这通常需要重复进行手术。因此,对于TKA手术的短期和长期成功来说不可避免的是实现膝盖在整个运动范围内的平衡的韧带张力。
在TKA手术过程中平衡韧带张力很复杂,因为天然膝盖不像铰链一样围绕单一轴线运动。当膝盖从其弯曲位置向其完全伸展位置运动时,膝盖呈现胫骨相对于股骨的向外动态转动。当膝盖从其完全伸展位置弯曲以产生胫骨相对于股骨的向内旋转时,胫骨的自动转动在相反的方向上发生。因此,在膝盖弯曲过程中天然膝盖呈现旋转松弛,这允许胫骨转动通过有限的向内和向外圆弧。另外,股骨随着胫骨绕其弯曲而向前和向后移动,使得另一变化的运动变成平衡。因此膝盖的韧带,与股骨、胫骨和膝盖骨一起,形成真正的动态生物机制(bio-mechanism),使得TKA手术中的韧带张力平衡极具挑战性。此挑战性在微创TKA手术中更加突出,微创TKA手术中的切口小于在“开放的” TKA手术中制造的切口。另夕卜,在微创TKA手术中制造的切口偏向内侧,使得特别是远侧股骨的外侧“封闭”以接触到前面或端部加载的手术器械。
TKA手术过程中医生平衡韧带张力的一个方式是通过切断一个或多个韧带来从关节的一部分释放张力(“韧带释放”)。然而,韧带释放的缺点是一旦韧带被切断其不能再生,而且膝的韧带对膝关节提供很多必需的稳定性。
不同于韧带释放或除此之外,整个膝盖修复体的部件可被选择或定位成用于平衡韧带张力。因为膝盖修复体的股骨和胫骨部件分别被附接到远侧股骨和近侧胫骨的切割表面,股骨和胫骨切口的设置和定向对于平衡膝盖韧带张力非常重要。与韧带释放一样,定位股骨和胫骨切口以及修复体部件以在运动范围内提供理想的韧带张力通常是非常具有挑战性的。这主要是由于如上所述的与膝盖有关的运动的复杂性,在手术过程中评估和制造骨切口以在整个运动范围内实现预期的韧带张力的困难性。
用于帮助和改进股骨骨切口的改进的方法和装置已经被本发明的受让人在美国专利No. 7,578,821和No. 7,442,196中已经描述了。然而,然而没有任何创新用于帮助或增强TKA手术中的胫骨切割。
为了在特殊的TKA手术中制造胫骨切口,典型地外科医生使用通过杆临时附接到胫骨前面的切割块或切割导引件,所述杆典型地被附接到胫骨远侧端的踝夹板(髓外杆)并且与胫骨的前表面的机械轴线大致对正。切割块被用于在胫骨骨切口的制造中引导手术锯片或旋转工具。因此,定位这种切割块对于形成用于附接胫骨和股骨修复体部件的良好定位的骨切口是关键的。胫骨切口是TKA的基石,因为当膝处于弯曲中时其影响胫骨和股骨之间的间距、对准和平衡(弯曲间隙),当膝处于伸展中其影响胫骨和股骨之间的间距、对准和平衡(伸展间隙),以及弯曲和伸展之间的所有关节点。典型地,膝修复体的胫骨部件被定位于近侧胫骨的平坦水平切割表面(在相对于胫骨的长轴的90度“内/外”角度),并且胫骨部件的位置和定向从膝盖到膝盖之间不会变化很多。然而,通过与骨长轴成90度在胫骨上制造切口,在外侧比在内侧形成更大的空间,由于胫骨天然的约3度的内翻倾斜(varusslope)。此外,“传统的”90度胫骨切口典型地通过医生简单地逼近90度制造而成。因此,通常在TKA过程中对胫骨制造的切口不必须很理想并且可以近似地制造。因此,改进胫骨切口的角度和精度可改善韧带平衡以及TKA手术的总体效果。
因此,需要一种改进的装置,系统和方法,用于增强TKA手术尤其用于增强和/或帮助在TKA手术过程中制造的一个或多个胫骨切口的定位,以容纳胫骨修复体。理想地,这些装置,系统和方法允许医生有效地选择制造胫骨切口的角度并且帮助医生在所选角度上更精确地制造切口。这些装置,系统和方法与切割导引件,锯片或钻,机器人和导航系统,和/或在TKA手术过程中医生使用的其它设备相结合使用也很简单。本发明的不同实施例满足了这些目的中的至少一些。 发明内容
本发明涉及膝关节成形装置和方法。本发明提供了用于定位骨切口的装置,系统和方法,所述骨切口可以是作为TKA或其它膝部手术过程的一部分的胫骨上的骨切口。通常这些装置,系统和方法帮助医生在膝部手术过程中实现韧带的平衡,从而潜在地增强手术效果和/或减少在手术过程中植入的人工膝关节的磨损和撕裂。
在一个方面中,一种定位骨切割导引件的方法包括接合切割导引件定位装置与胫骨,在内/外定向上调整定位装置,在前/后定向上调整定位装置;以及向上或向下调整定位装置以选择胫骨骨切除水平,以及使用被调整的定位装置使切割导引件与胫骨接触。在一些实施例中,该方法可进一步包括从切割导引件定位系统在线性结构中发射光。在这些实施例中,在内/外定向调整装置可包括移动光,以近似沿着胫骨的前表面的中线发光,以及在前/后定向上调整装置可包括移动光,以近似沿着胫骨的一侧的中线发光。在一个实施例中,沿着发光的所述胫骨的一侧包括内侧。可选地,本方法可进一步包括在内/外定向上调整和在前/后定向上调整的步骤之间摆动切割导引件定位装置的摆臂约90度。一个实施例进一步包括在摆动摆臂前在内/外定向上锁紧。
在一些实施例中,在调整步骤中切割导引件被可拆除地接合到导引件定位装置。在一些实施例中,本方法还包括将切割导引件附接到胫骨。可选地,本方法可还包括从胫骨和切割导引件上拆除所述定位装置;以及通过切割导引件引导在胫骨上制造至少一个切□。
在一个实施例中,向上或向下调整定位装置以选择胫骨切除水平包括向上或向下移动切除水平调整构件以接触触及胫骨的上表面的探针并且延伸到上表面前面和上表面下方的位置。在本申请中,胫骨的“上表面”是指在制造任何胫骨切口之前的胫骨的上关节表面(或表面)。这些上表面通常被称为胫骨的内和外关节表面或内和外小平面(facet)。为了本发明的目的,胫骨的“上表面”,“关节表面”,“小平面”或“极近侧端”中的任何术语的可互换使用。在一个实施例中,上表面前面和上表面下方的位置在上表面下方约8mm和约IImm之间,并且上表面是胫骨的外关节表面。
在一些实施例中,接合切割导引件定位装置与胫骨包括在附接到胫骨的至少一个基准销上方推进所述装置中的至少一个孔。在一个实施例中,定位系统的两个脚垫被在两个基准销上推进以接触胫骨的内和外关节表面。
一种在骨上定位骨切口的方法可包括接合骨切口定位装置与身体骨骼;在内/外定向上相对于身体骨骼调整定位装置;在前/后定向上相对于身体骨骼调整定位装置;以及向上或向下调整定位装置以选择骨切除水平。