本申請是2012年5月7日提交的發明專利申請號201280027480x、發明名稱為“整形外科手術引導件”的專利申請的分案申請。
相關申請的交叉引用
本申請要求2012年5月4日提交的美國專利申請no.13/464,175的優先權,其是2011年12月19日提交的美國專利申請no.13/330,091的部分繼續申請,其要求2010年12月20日提交的美國臨時專利申請no.61/425,054以及2011年5月5日提交的美國臨時專利申請no.61/482,657的優先權,并且其是要求2009年2月24日提交的美國臨時專利申請no.61/154,845的優先權的2010年2月24日提交的美國專利申請no.12/711,307的繼續部分申請,所述全部申請都通過引用的方式整體包含于此。
公開的系統和方法通常涉及外科手術引導件。更具體地說,公開的系統和方法涉及用于包括踝部的整形外科手術的外科手術引導件。
背景技術:
全關節替換假體通常包括特別設計的夾具或固定件以使外科醫生能夠在準備接受假體的關節中和周圍進行準確與精確的骨切除。關于任何全關節假體的最終目標都是接近將替換的假體的自然健康結構的功能與結構。如果假體未適當地附接到關節,即踝部或膝蓋,那么未對直可能導致患者不舒適、步態問題、或者假體變差。
許多外科手術過程都利用手術中熒光檢查法的使用來檢查準備接收關節替換假體的髓內腔的對直。然而,在手術室中使用手術中熒光檢查法具有幾個缺點。此缺點中的一個是,為檢查在外科手術過程中形成的髓內腔的對直而利用熒光檢查法,由于獲取與評估熒光檢查法圖像需要耗費時間,因此增加了外科手術過程的整體長度。長的外科手術時間導致患者的止血帶使用時間增加并且因此可能增加恢復時間。
熒光檢查法的另一個缺點是使手術室中的患者或其他人暴露于電離輻射。例如,美國食品與藥品管理局(“fda”)已經發行了關于在外科手術過程中使用熒光檢查法的幾篇文章與公共健康咨詢。因此,即使已經采取措施保護患者與其它人免受電離輻射,但是實際上不能消除與電離輻射相關的所有危險。
技術實現要素:
在一些實施方式中,外科手術裝置,其包括從近端延伸到遠端的細長本體。細長本體的遠端限定缺口,所述缺口被定尺寸并且構造為容納擴孔鉆。結合組件由細長本體支撐并且包括布置在細長本體的遠端處的擴孔鉆引導件本體。擴孔鉆引導件本體構造為在第一位置與第二位置之間移動,其中擴孔鉆引導件本體至少部分地橫跨缺口延伸。鎖定組件由細長本體支撐并且構造為與結合組件可釋放地接合以將擴孔鉆引導件本體保持在第二位置中。
在一些實施方式中,擴孔鉆穩定器包括從近端延伸到遠端的細長本體。細長本體的遠端限定用于容納擴孔鉆的缺口。結合組件由細長本體支撐并且包括可樞轉地結合到細長本體的遠端的擴孔鉆引導件本體。擴孔鉆引導件本體構造為在第一位置與第二位置之間移動,其中擴孔鉆引導件本體至少部分地橫跨缺口延伸。擴孔鉆引導件本體包括用于支撐擴孔鉆的弓形表面。鎖定組件由細長本體可滑動地支撐。鎖定組件構造為在第三位置與第四位置之間移動,其中鎖定組件與結合組件可釋放地接合以將擴孔鉆引導件本體保持在第二位置中。
附圖說明
通過下面對連同附圖一起考慮的本發明的優選實施方式的詳細描述,將會使本發明的這些與其它特征和優點更完全地公開或變得明顯,其中相同的附圖標記表示相同的部件并且此外其中:
圖1示出了人的足部與踝部的骨;
圖2a與圖2b是人的足部與踝部關節的掃描圖像的示意圖;
圖3是定位在脛骨與距骨的一部分上的脛骨與距骨切除引導件的立體圖;
圖4是脛骨切割引導件座架與脛骨切除引導件的分解立體圖;
圖5是布置在定位于脛骨的下部上的脛骨切割引導件座架內的脛骨切割引導件的立體圖;
圖6是布置在定位于脛骨的下部上的脛骨切割引導件座架內的脛骨切割引導件的前視圖;
圖7是在脛骨的切除過程中布置在定位于脛骨的下部上的脛骨切割引導件座架內的脛骨切割引導件的側視圖;
圖8是在應用與使用脛骨切割引導件與脛骨切割引導件座架以后切除的脛骨的示意圖;
圖9是布置在距骨切割引導件座架內的距骨切割引導件的立體圖;
圖10是圖9中示出的距骨切割引導件座架與距骨切割引導件的分解立體圖;
圖11是布置在定位于距骨的上部上的距骨切割引導件座架內的距骨切割引導件的立體圖;
圖12是布置在定位于距骨的上部上的距骨切割引導件座架內的距骨切割引導件的前視圖;
圖13是在距骨的切除過程中布置在定位于距骨的上部上的距骨切割引導件座架內的距骨切割引導件的側視立體圖;
圖14是在應用與使用距骨切割引導件與距骨切割引導件座架以后切除的距骨的示意圖;
圖15是在應用與使用距骨與脛骨切割引導件座架與切割引導件以后切除關節空間的示意圖;
圖16是定制的脛骨鉆孔引導件座架的一個實例的立體圖;
圖17是圖16中示出的脛骨鉆孔引導件座架的前視圖;
圖18是圖16中示出的脛骨鉆孔引導件座架的后視圖;
圖19是圖16中示出的脛骨鉆孔引導件座架的仰視圖;
圖20是圖16中示出的脛骨鉆孔引導件座架的俯視圖;
圖21是脛骨鉆孔引導件的一個實例的立體圖;
圖22是圖21中示出的脛骨鉆孔引導件的側視圖;
圖23是圖21中示出的脛骨鉆孔引導件的俯視圖;
圖24是脛骨鉆孔引導件座架與脛骨鉆孔引導件的分解立體圖;
圖25a是布置在插入到切除關節空間中的脛骨鉆孔引導件座架內部的脛骨鉆孔引導件的側視圖;
圖25b是布置在切除關節空間內的脛骨鉆孔引導件座架與脛骨鉆孔引導件的組件的立體圖;
圖25c是布置且固定在切除關節空間內的脛骨鉆孔引導件座架與脛骨鉆孔引導件的裝配的立體圖;
圖26是對直工具的一個實例的立體圖;
圖27是圖26中示出的對直工具的分解立體圖;
圖28a和圖28b示出了圖26中示出的對直工具的部件中的每個之間所允許的相對移動;
圖29是用于將脛骨鉆孔引導件座架與脛骨鉆孔引導件的組件結合到對直工具的適配器杠的一個實例的立體圖;
圖30是結合到脛骨鉆孔引導件座架與脛骨鉆孔引導件的組件并且結合到對直工具的適配器杠的立體圖;
圖31是結合脛骨鉆孔引導件座架與脛骨鉆孔引導件使用的對直工具/足部保持組件的另一個實例的等軸測俯視圖;
圖32是圖31中示出的對直工具/足部保持組件的等軸測仰視圖;
圖33是圖31中示出的對直工具/足部保持組件的前視圖;
圖34是圖31中示出的對直工具/足部保持組件的側視圖;
圖35是結合脛骨鉆孔引導件座架與脛骨鉆孔引導件使用的對直工具/足部保持組件的另一個實例的等軸測俯視圖;
圖36是圖35中示出的對直工具/足部保持組件的俯視圖;
圖37是圖35中示出的對直工具/足部保持組件的前視圖;
圖38是圖35中示出的對直工具/足部保持組件的側視圖;
圖39是脛骨切割引導件座架的另一個實例的立體圖;
圖40是圖39中示出的脛骨切割引導件座架的前視圖;
圖41是圖39中示出的脛骨切割引導件座架的側視圖;
圖42是圖39中示出的脛骨切割引導件座架的俯視圖;
圖43是圖39中示出的脛骨切割引導件座架的仰視圖;
圖44是用于與圖39中示出的脛骨鉆孔引導件座架結合使用的脛骨鉆孔引導件卡座(cartridge)的立體圖;
圖45是圖44中示出的脛骨鉆孔引導件卡座的前端視圖;
圖46是圖44中示出的脛骨鉆孔引導件卡座的底側平面圖;
圖47是圖44中示出的脛骨鉆孔引導件卡座的側視圖;
圖48是構造為與圖39中示出的脛骨鉆孔引導件座架結合使用的安裝板與定位銷的分解立體圖;
圖49是構造為與圖39中示出的脛骨鉆孔引導件座架結合使用的安裝板與定位銷的局部分解立體圖;
圖50是構造為接收根據圖44的脛骨鉆孔引導件卡座的安裝板、定位銷和脛骨鉆孔引導件座架的局部分解立體圖;
圖51是脛骨鉆孔引導件座架、脛骨引導件卡座、定位銷、以及安裝板裝配在一起的立體圖;
圖52是圖51中示出的組件的側視圖;
圖53是圖51中示出的組件的頂側平面圖;
圖54是圖51中示出的組件的底側平面圖;
圖55是用于與圖51中示出的組件結合使用的足部保持組件的立體圖;
圖56是用于將圖51中示出的組件固定到足部保持組件的樞轉裝置的立體圖;
圖57是圖55中示出的足部保持組件的頂側平面圖;
圖58是圖55中示出的足部保持組件的側視圖;
圖59是圖55中示出的足部保持組件的相反面側視圖;
圖60是圖55中示出的足部保持組件的后端視圖;
圖61是圖55中示出的足部保持組件的前端視圖;
圖62是延伸通過足部保持組件和脛骨鉆孔引導件的鉆的立體圖;
圖63是根據一些實施方式的擴孔鉆穩定器的一個實例的等軸測視圖;
圖64和圖65示出了在不同操作階段的圖63中示出的擴孔鉆穩定器;
圖66是圖63中示出的擴孔鉆穩定器的分解等軸測視圖;
圖67和圖68是在不同操作階段的圖63中示出的擴孔鉆穩定器的結合組件的橫截面細節視圖;
圖69是根據圖63中示出的擴孔鉆穩定器的柱塞桿、樞軸桿與擴孔鉆引導件本體之間的結合的橫截面細節視圖;
圖70是圖63中示出的擴孔鉆穩定器的鎖定組件的橫截面細節視圖;
圖71是足部保持組件的實施方式的等軸測視圖;
圖72是構造為可釋放地結合到圖71中示出的足部保持組件的鉆孔引導組件的一個實例的等軸測視圖;
圖73是圖72中示出的鉆孔引導組件的局部橫截面視圖;
圖74是根據圖71中示出的足部保持組件的修改的安裝件的一個實例的等軸測視圖;
圖75和圖76示出了圖72中示出的鉆孔引導組件到圖71中示出的足部保持組件的結合;
圖77示出了容納在鉆孔引導組件內的套管針;
圖78和圖79示出了根據圖63的結合到圖71中示出的足部保持組件的擴孔鉆穩定器;
圖80示出了在操作過程中結合到患者的足部的鉆孔引導組件;
圖81示出了布置在根據一些實施方式的切除關節空間內的前擴孔引導件座架的一個實例;
圖82是與圖81中示出的前擴孔引導件座架結合使用的插入件的一個實例的等軸測視圖;
圖83示出了布置在容納于切除關節空間內的前擴孔引導件座架內的圖82中示出的插入件;
圖84是布置在圖82中示出的插入件內的柔性擴孔桿與擴孔頭部的側視圖;
圖85是布置插入件內的柔性擴孔桿與擴孔頭部的等軸測側視圖;
圖86是布置在插入件內的柔性擴孔桿與擴孔頭部的前視圖;
圖87-圖89示出了在不同操作階段的擴孔鉆穩定器、前擴孔引導件座架、以及插入件;
圖90示出了在操作過程中布置在切除關節空間內的前擴孔引導件座架與插入件的另一個實例;
圖91是圖90中示出的插入件的等軸測視圖;
圖92是布置在根據圖90的前擴孔引導件座架內的插入件的側視圖;
圖93和圖94示出了與圖90中示出的前擴孔引導件座架與插入件一起使用的擴孔鉆穩定器;
圖95-圖100示出了前擴孔引導件座架的另一個實例。
具體實施方式
旨在結合被認為是整個說明書的一部分的附圖來理解對優選實施方式的描述。附圖無需按比例繪制并且出于清楚與簡潔的目的一些特征可能以夸大比例或者略微示意形式示出。在說明書中,相關術語,諸如“水平”、“豎直”、“向上”、“向下”、“頂部”、“底部”、”及其衍生詞(例如,“水平地”、“向下地”、“向上地”等)應該理解為表示如接著描述的或者如在討論中的附圖中示出的方向。這些相關術語是為了方便描述并且通常不旨在要求特定的方向。包括“向內地”對“向外地”,“縱向的”對“橫向的”等的術語相對于彼此或相對于延伸軸,或者旋轉軸或旋轉中心適當地解釋。除非有明確地另外描述,否則關于附接、結合等的術語,諸如“連接”與“相互連接”,表示一種關系,其中結構通過介入結構以及可移動或剛性附接件或關系,直接地或者間接地彼此相固定或相附接。當僅示出單個機械時,術語“機械”還應該認為包括單獨地或共同地執行一組(或多組)指令以執行這里討論的方法學中的任意一個或多個的機械的任何集合。術語“可操作地連接”是憑借此種關系允許相關結構如所期望的運行的這種附接、結合或連接。在權利要求中,裝置加功能條款,如果使用的話,旨在覆蓋描述的、建議的、或者通過文字描述或附圖明顯賦予的結構,以便執行列舉的功能,不僅包括結構性等效物而且也包括等效的結構。
公開的系統和方法有利地使用根據患者解剖學定制生產的外科手術儀器、引導件和/或固定件以在外科手術過程中減少熒光檢查法的使用。在某些情況下,可以完全地取消在外科手術過程中使用熒光檢查法。定制的儀器、引導件和/或固定件通過在外科手術前利用計算機斷層掃描器(“ct”)、磁共振成像機(“mri”)等醫學成像技術來使患者的解剖成像形成,并且利用這些圖像以形成患者特定的儀器、引導件和/或固定件。
盡管下面相對于足部10與踝部12(圖1)描述了定制的患者特定儀器,但是本領域中的技術人員應該理解的是此系統與方法可以結合包括但不限于膝蓋、臀部、肩部等的其它關節使用。如圖1中所示,通常人體足部10包括形成在距骨(布置在跟骨20上)14與脛骨16以及排骨18之間的踝關節12。
ct或mri掃描的圖像或一系列圖像可以獲取患者的踝部12(或者其它關節),并且然后從例如dicom圖像格式轉換成包括跟骨、距骨、脛骨、舟骨以及排骨的踝部的實體計算機模型,以利用通常體現在計算機軟件中的專門的建模方法來確定植入件對直、類型、以及尺寸。從ct或mri掃描圖像的數據獲得的計算機生成的實體模型通常將會包括關于圍繞已成像的結構的表面輪廓(例如已成像的骨的表面形貌或者繃帶的輪廓)的精確與準確的信息。應該理解的是,表面形貌意味著諸如凹入與突起等的表面特征的位置、形狀、尺寸以及分布等。
在swaelens等人公布的專利號為5,768,134的美國專利中公開的方法,其通過引用的方式整體包含于此,已經發現了產生從ct或mri掃描圖像的數據到實體計算機模型的恰當的轉換。在一些實施方式中,如本領域的技術人員將會理解的,圖像利用ct或mri機或其它數字圖像捕獲與處理單元由患者的足部10,即,跟骨20、距骨14、脛骨16以及排骨18組成。在處理單元中處理圖像數據,此后利用經處理的數字圖像數據形成如圖2a與圖2b所示的模型50。
執行數字圖像數據的交互式處理和準備,其包括操縱與引入附加外來數字信息,諸如,用于部件定位與對直的預定參考位置52,以使對將需要在外科手術過程中切除的外科手術部位54的調節可以計劃并且映射在計算機模型50上(圖2a和圖2b)。在對數字圖像數據進行交互處理以后,能夠返回到初始的cad數據以獲得患者特定外科手術儀器、假體、引導件或固定件的較高分辨率的數字顯示,以將該數字顯示添加到患者的圖像數據模型。
圖3示出了用于踝部替換外科手術的一對定制的切割引導件,包括脛骨切除引導件座架100與距骨切除引導件座架102,其形成為并且安裝到患者的下脛骨16a和上距骨14a。定制的脛骨鉆孔引導件座架200(圖16-圖20)也形成并且構造為容納在通過使用定制的脛骨與距骨切除引導件座架100、102而形成的踝部空間內。盡管定制的切割引導件描述為制備患者的距骨、脛骨與股骨,但是本領域中的技術人員可以理解的是,還可以實施其它切割引導件,并且此定制的引導件可以形成為用于其它關節,包括但不限于膝蓋、臀部、肩部、或其它關節。
在圖3中示出的脛骨切除引導件座架100由適于與立體光刻、選擇性激光燒結等制造設備結合使用的類型的彈性聚合物材料形成。如在圖4中最佳看到的,切除引導件座架100包括單元本體,其包括從進一步限定引導件接收凹部108的基部106向上突出的十字形脛骨軛104。十字軛104包括從中心柱114向外突出的一對隔開的臂110、112。如圖7中所示,臂110、112和中心柱114各自都具有與患者的下脛骨16a的相應部分的輪廓互補的共形骨接合表面116。通過先前說明的成像操作,臂110、112和中心柱114的共形骨接合表面構造為與患者自然骨的選定區域的解剖學表面特征互補地匹配。對于脛骨切除引導件座架100來說,選定的骨區域包括患者脛骨16a的底面。
如在圖3-圖5中最佳看出的,導向塊118在臂110、112的交叉點附近從中心柱114向外突出。支撐塊120(圖4)定位在與導向塊118處于間隔的關系的基部106上。引導件接收凹部108由一對翼122、124限定,一對翼122、124在基部106上的相對方向上從中心柱114的任一側向外延伸出,支撐塊120定位在一對翼122、124之間。每個翼122、124都包括相應的從基部106向外地出的相應的橋塔(pylon)126,以便為脛骨切除引導件132提供橫向支撐(圖4和圖5)。細長狹槽128橫向地限定在處于導向塊118下方但是處于支撐塊120上方的基部106的中間部分中。每個翼122、124還限定相對于中心柱114成角度定向的相應的狹槽130。在一些實施方式中,狹槽130相對于中心柱114以非垂直角度布置,但是本領域中的技術人員將會理解的是,狹槽130可以相對于中心柱114延伸的方向以垂直的角度布置。狹槽128和130的尺寸和形狀設計為,允許通常用于骨切除類型的典型外科手術鋸60(圖7)在不接觸或僅偶然接觸切除引導件座架100的情況下從切除引導件132中相應的確定位置與尺寸的狹槽穿過。
再次參照圖4,脛骨切除引導件132包括一對臂134,該一對臂134從橋橫梁136的端部以發散角度關系向下與向外突出。如通過導向塊118、支撐塊120和橋塔126的向內面向的表面限定的,脛骨切除引導件132的形狀與引導件接收凹部108的形狀互補。當脛骨切除引導件接合到切除引導件座架100并且由切除引導件座架100支撐時,橋橫梁136限定與狹槽128對直的細長狹槽138。每個壁134都限定與相應狹槽130對直的相應狹槽140。
一起限定引導件接收凹部108的導向塊118、支撐塊120和橋塔126的向內面向的表面142,具有與脛骨切除引導件132的外輪廓互補的形狀。引導件接收凹部108的尺寸設計為以便通過“壓配合”接收脛骨切除引導件132。應該理解的是,當將脛骨切除引導件132推入到引導件接收凹部108時,通過壓配合,導向塊118、支撐塊120與橋塔126的向內面向的表面142有足夠的彈性以彈性地偏壓或壓縮以便存儲彈性能量。當然,還應該理解的是,對于壓配合實施方式而言,脛骨切除引導件132將具有與引導件接收凹部108的周邊形狀互補的外周邊形狀,但是尺寸略大。此外,脛骨切除引導件132可以僅通過與導向塊118、支撐塊120和橋塔126的向內面向的表面的摩擦接合而保持在引導件接收凹部108內。在一些實施方式中,在與導向塊118、支撐塊120和橋塔126的向內面向的表面沒有操作性接觸或僅偶然接合的情況下,脛骨切除引導件132可以容易地滑動到引導件接收凹部108中。
現在參照圖9和圖10,距骨切除引導件座架102由適于與立體光刻、選擇性激光燒結等制造設備結合使用的類型的彈性聚合物材料(例如適于與選擇性激光燒結結合使用的聚酰胺粉快速原型材料)形成。距骨切除引導件座架102還包括與患者的上距骨14a(圖11和圖13)的相應部分的輪廓互補的共形骨接合表面144。通過先前說明的成像操作,距骨切除引導件座架102的共形骨接合表面144構造為與患者自然骨的選定區域的解剖表面特征互補地匹配。對于距骨切除引導件座架102來說,選定的骨區域包括患者距骨的外表面、上表面。
距骨切除引導件座架102包括限定中間引導件接收凹部146和一對通孔148(圖10)的單元塊。引導件接收凹部146由在相反的方向上從基部156向外突出的一對翼152、154的向內面向的表面150限定。每個翼152、154都包括向上突出以支撐引導件殼體160的橋塔158,使得細長狹槽162限定在基部156內并且在引導件殼體160下面(圖10和圖11)。狹槽162的尺寸和形狀設計為允許通常用于骨切除的類型的典型外科鋸60,在不接觸或僅偶然地接觸距骨切除引導件定位器102(圖11和圖13)的情況下,從在距骨切除引導件166中的相應的確定位置與尺寸的狹槽164穿過。具有與距骨切除引導件166的外輪廓互補的形狀的環形壁168,以與后壁基本上垂直關系向外突出,以便進一步限定引導件接收凹部146。
仍參照圖9和圖10,距骨切除引導件166包括一對面對的平行板170、172,平行板170、172在它們之間限定了細長狹槽164并且通過翼174在它們端部處接合到彼此。通過這種方式,如通過翼152、154、基部156與橋塔158的向內面向的表面150限定的,距骨切除引導件166的形狀與引導件接收凹部146的形狀互補。引導件接收凹部146的尺寸設計為使得通過“壓配合”接收距骨切除引導件166。當然,還應該理解的是,對于壓配合實施方式而言,距骨切除引導件166將具有與引導件接收凹部146的周邊形狀互補的外周邊形狀,但是尺寸略大。此外,距骨切除引導件166可以僅通過與翼152、154、基部156和橋塔158的向內面向的表面150的摩擦接合而保持在引導件接收凹部146內。在一些實施方式中,在與翼152、154、基部156和橋塔158的向內面向的表面150沒有操作性接觸或僅偶然接合的情況下,距骨切除引導件166可以容易地滑動到引導件接收凹部146中。
還可以由適于與立體光刻、選擇性激光燒結等制造設備結合使用的類型的彈性聚合物材料(例如適于與選擇性激光燒結結合使用的聚酰胺粉快速原型材料)制成在圖16至圖-20示出的脛骨鉆孔引導件座架200。如圖16-圖20中所示,脛骨鉆孔引導件座架200包括限定從本體204的頂面208延伸到本體204的底面210的穿孔206的略長方形的本體204。本體204的頂面208可以包括被定尺寸且構造為抵靠下脛骨16a(圖8)的切除表面配合的一對倒角212。換句話說,包括倒角212的本體204的頂面或上表面208,與脛骨切除引導件132的狹槽138和140的幾何形狀與位置互補。
本體204的前側214限定一個或多個盲孔216。如在圖17中示出的實施方式中所示出的,本體204可以限定三個盲孔216-1、216-2和216-3。在一些實施方式中,盲孔216-1和216-2可以是被定尺寸且構造為容納定位銷的鉸制孔,并且如下所描述的,盲孔216-3還可以是用于接收定位銷的鉸制孔或者盲孔216-3可以是帶螺紋的以便與螺釘接合。
穿孔206可以具有圓形橫截面積,并且包括肩部218,與穿孔206相比,肩部218具有減小的直徑并且包括如在圖20中最佳可見的抗旋轉特征220。肩部218的抗旋轉特征220可以包括一個或多個平面或其它幾何結構,以便當將脛骨鉆孔引導件202布置在穿孔206內時,防止脛骨鉆孔引導件202相對于脛骨鉆孔引導件座架200旋轉。
從脛骨鉆孔引導件座架200的本體204延伸出的是脛骨接合結構222與距骨接合結構224。脛骨接合結構222的外表面226可以具有基板上平面的長方形形狀,并且脛骨接合結構222的內部的、基本上地共形接合表面228可以是微凸面的以便接合患者的脛骨16。如下所述,脛骨接合結構222可以限定一個或多個孔230以便接收k-線或銷。
距骨接合結構224還可以包括基本上平面且長方形的外表面232。距骨接合結構224的下部234可以是共形表面,所述共形表面具有與距骨骨14(圖14)的幾何形狀匹配的幾何形狀。如下所述,距骨接合結構224還可以限定被定尺寸且構造為接收k-線的一個或多個孔236。
在圖21-圖23中示出的脛骨鉆孔引導件202優選地由具有比脛骨引導件座架200更多結構整體性的材料制造,以使鉆孔引導件202能夠在不受損壞的情況下引導鉆頭。材料的實例包括但是不限于金屬、陶瓷等。鉆孔引導件202具有圓柱狀第一部分238,其被定尺寸并且構造為容納在延伸通過肩部或減小的直徑區域218的穿孔206的部分內。鉆孔引導件202的第二部分240具有比第一部分238更大的橫截面直徑并且被定尺寸并且構造為容納在脛骨鉆孔引導件座架200的穿孔206內。在圖21和圖23中最佳可見的平面242,沿著鉆孔引導件202的第一部分238的外表面244形成。脛骨鉆孔引導件202的第二部分240的內表面248具有與穿孔246相交且連通的圓錐形狀,以使得鉆或擴孔鉆可以容納通過鉆孔引導件202。
如通過上面公開的數字圖像模型50并且考慮增加到患者下脛骨圖像數據的脛骨切除引導件座架100的廣義的數字模型,患者下脛骨的解剖表面特征,例如表面形貌,可以互補地映射在臂110、112和中心柱114的共形骨接合表面116的每個上,即該表面將要接合脛骨切除引導件座架100的骨獨特表面形貌。應該理解的是,數字圖像的互補映像致使在骨的表面上的局部突起,成為在脛骨切除引導件座架100的臂110、112與中心柱114的共形骨接合表面116上的局部凹面,同時在骨的表面上的局部凹面成為在臂110、112與中心柱144的共形骨接合表面116上的局部突起。
切除引導件座架102的臂110、112和中心柱114的共形骨接合表面116中的每個,都通過患者下脛骨16a的選定區域的解剖學表面特征的互補的、基本上鏡面圖像而重新限定。由于此互補骨表面映像,在無需其它外部或內部引導固定件的情況下,脛骨切除引導件座架100可釋放地“鎖定”在患者自然脛骨的相應部分的互補形貌上。換句話說,使骨表面的表面微凸體匹配在形成于脛骨切除引導件座架100的共形骨接合表面116中的它們相應的凹面中,來確保在脛骨切除引導件座架100與脛骨表面之間的很少或沒有出現例如側向滑動的相對移動。
結合患者特定距骨切除引導件座架102與脛骨鉆孔引導件座架200的設計執行基本上相同的映像。特別地,通過預測執行,用于脛骨鉆孔引導件座架200的映像,其中將利用脛骨與距骨切除引導件座架102和102并且將脛骨鉆孔引導件座架200映像到脛骨與距骨的預測幾何形狀上做出對脛骨16與距骨14的切除。
在患者下脛骨16a與切除引導件座架102之間,患者的上距骨14a和切除引導件座架102之間的虛擬對直結果的視覺顯示,以及通過利用脛骨切除引導件座架100與距骨切除引導件座架102切除距骨14與脛骨而形成的提議的切除區域,形成并且轉發給外科醫生,以在制造之前獲取認可的結果。此外,外科醫生可以被提供以在提議的切除關節空間與脛骨鉆孔引導件座架200之間的虛擬對直結果的視覺顯示,其形成并且轉發給外科醫生以在制造以前獲得認同的結果。當收到外科醫生的同意時,切除引導件座架102、切除引導件座架102、以及脛骨鉆孔引導件座架200被制造出來并且返回給外科醫生以便在手術中使用。
例如在全踝部替換過程中,外科醫生做出前切口以或獲得到踝關節的初步通路。如在圖5-圖7中最佳看到的,外科醫生將脛骨切除引導件座架100定位在下脛骨16a上,直到脛骨切除引導件座架100的臂110、112與中心柱114的共形骨接合表面116固定地接合到彼此,以便與下脛骨16a的暴露表面的形貌可釋放地“相互鎖定”。通過將脛骨切除引導件座架100鎖定在患者的下脛骨16a上,外科醫生將適當構造的遠端切除引導件132壓配合在脛骨切除引導件座架100的引導件接收凹部108中。這導致切除引導件座架100夾置在切除引導件132與患者的脛骨骨16a(圖5與圖6)之間。通過切除引導件座架100相對于選定的骨區域準確地定位并且切除引導件座架100構造為憑借骨表面的表面微凸體與形成在共形骨接合表面116中的它們相應的凹面配合適當地固定到患者的骨,外科醫生使用傳統的外科手術刀片60與切除引導件132的切除狹槽128與130以切除患者的骨16(圖7和圖8)。
通過類似的方式,當將距骨切除引導件座架102添加到患者距骨圖像數據時,患者上距骨的解剖學表面特征(例如表面形貌),可以互補地映射在共形骨接合表面144上。再次將會理解的是,數字圖像的互補映像致使在骨的表面上的局部突起成為在共形骨接合表面144上的局部凹面,同時在骨的表面上的局部凹面成為在共形骨接合表面144上的局部突起。通過這種方式,通過患者下脛骨的選定區域的解剖學表面特征的互補的、基本上地鏡面圖像重新限定共形骨接合表面144。由于此互補骨表面映像,在無需其它外部或內部引導固定件的情況下,距骨切除引導件座架102可釋放地“鎖定”在患者自然距骨的相應部分的互補形貌上。
為了繼續全踝部替換,外科醫生將切除引導件座架102定位在上距骨14a上,直到切除引導件座架102的共形骨接合表面144“鎖定”到上距骨14a(圖11)的暴露表面的形貌上。通過將切除引導件座架102鎖定在患者的上距骨上,外科醫生將適當構造的遠端切除引導件166壓配合在距骨切除引導件座架102的引導件接收凹部146中。這導致切除引導件座架102夾置在切除引導件166與患者的骨14(圖12與圖13)之間。在通過使骨表面的表面微凸體匹配在形成于共形骨接合表面144中的它們相應的凹面中,而使切除引導件座架102相對于選定的骨區域準確地定位,并且使切除引導件166與引導件座架102適當地構造并且固定到患者的骨上的情況下,外科醫生使用傳統外科手術刀片60與切除引導件166的切除狹槽164來切除患者的骨14(圖13和圖14)。
一旦脛骨16與距骨14被切除,脛骨鉆孔引導件座架200與脛骨鉆孔引導件202便接合在一起并且安裝在切除關節空間22(圖15)中。通過將脛骨鉆孔引導件202的第一部分238插入由脛骨鉆孔引導件座架200(圖24)的本體204限定的穿孔206中而使脛骨鉆孔引導件座架200與脛骨鉆孔引導件202接合在一起。形成在脛骨鉆孔引導件202的第一部分上的平面242與肩部218的反旋轉特征220對直,使得脛骨引導件202滑動到穿孔206中直到鉆孔引導件202的第二部分240的底面250接觸并且鄰接脛骨鉆孔引導件座架200的肩部218。
如在圖25a與圖25b中最佳看到的,脛骨鉆孔引導件座架200的本體204(脛骨鉆孔引導件202布置在該本體中)沿著前后方向插入到切除關節空間22中,倒角212沿著通過利用脛骨切除引導件132的狹槽140形成的脛骨16的切除區域滑動。脛骨鉆孔引導件座架200與脛骨鉆孔引導件202的組件滑入到切除的接合空間22中直到距骨接合結構與距骨14接觸。外科醫生可以在切除關節空間內移動脛骨引導件座架200,直到通過使骨表面的表面微凸體匹配在形成于共形骨接合表面228中的它們相應的凹面中而使共形表面228適當地固定到患者的骨。如圖25c中所示,一旦適當地定位,k-線62就可以插入到相應地通過脛骨接合結構222與距骨接合結構224限定的孔230和/或孔236中,以將脛骨鉆孔引導件座架200與脛骨鉆孔引導件202的組件固定到患者的脛骨16與距骨14。
通過使鉆孔引導件座架200和脛骨引導件202固定到切除關節空間22內,患者的腿部插入到足部保持件與對直工具300中。圖26-圖28示出了對直工具300的一個實例,其在假體的安裝程序過程中擔任支撐踝關節的任務。對直工具300包括足部保持組件302和腿部支架304。足部保持組件302包括足部支架306,在假體安裝程序中足部通過足部夾具310和跟部夾具308固定。一旦踝關節被切除并且脛骨鉆孔引導件座架200和脛骨鉆孔引導件200被安裝,則腿部的小腿便適當地固定到腿部支架304。同時,在安裝程序過程中,足部保持組件302與腿部支架304相對于腿部保持足部與踝部。
如圖26中所示,足部保持組件302被定尺寸并且構造為在內科醫生的控制下,從豎直或直立狀態(在圖26中以實線示出)朝向更加水平或傾斜狀態(在圖26中以假想線示出)樞轉。在直立狀態下,組件302用于相對于自然的前后軸以及內外軸將踝關節保持在期望的方向。
如在圖27中最佳可見的,足部保持組件302包括背板312以及夾置在足部支架306與背板312之間的中間板314。通過相對于足部支架306上下(即,豎直)移動的滑動燕尾接合件(slidingdovetailcouplings)316,將中間板314接合到足部支架306。一對相對隔開的對直桿318通過中間板314承載。
對直桿318布置在相同的水平平面中并且從中間板314延伸通過由足部支架306限定的豎直地細長狹槽320,使得當足部由足部保持組件302支撐時,桿318布置在內側到外側平面中的脛骨的相對側面上。中間板314的豎直移動使對直桿318在足部支架306(圖28a)的相對側面上的狹槽320內和諧地上下移動。
如圖28b中所示,背板312通過滑動燕尾接合件322接合到中間板314,以便相對于足部支架306左右(即,水平)移動。背板312還承載套管324,其延伸通過由中間板314與足部支架306限定的開口326并且在足部支架306(足部的底面接觸抵靠足部支架306)的平面處或附近終止。套管324的中心與桿318的水平面的交叉點重合。
圖29中示出了用于將脛骨鉆孔引導件座架200接合到對直工具300的適配器杠400。適配器杠400包括從第一端404線性延伸到第二端406的細長本體402。端部404、406中的每個都包括從細長本體402成角度延伸的相應的延伸部408、410。在一些實施方式中,延伸部408與410從細長本體402正交地延伸,但是本領域中的技術人員將會理解的是延伸部408與410可以以其它角度從細長本體402延伸。如本領域中的技術人員將會理解的,在一些實施方式中,細長本體402可以不具有線性形狀而是可以具有彎曲或弧形形狀。
每個延伸部408和410都限定了相應的孔412、414,孔412、414被定尺寸且構造為可滑動地容納從對直工具300延伸的對直桿318的。細長本體402限定一個或多個孔416-1、416-2和416-3(共同地稱作“孔416”),以使適配器杠400接合到脛骨鉆孔引導件座架200。在一些實施方式中,一個或多個孔416與由脛骨鉆孔引導件座架200的本體204限定的一個或多個孔216對直,以使銷或其它裝置保持適配器杠400與脛骨鉆孔引導件座架200的對直與接合。例如,脛骨鉆孔引導件座架200的孔216-1和216-2與適配器杠400的孔416-1和416-2對直,并且鉆孔引導件座架200的孔216-3與適配器杠400的孔416-3對直。定位銷70(圖25c中示出)可以插入到孔216-1和416-1中以及插入到孔216-2和416-2中,以使脛骨鉆孔引導件座架200與適配器杠400在水平方向與豎直方向上均對直(例如,在x-方向與y-方向)上,并且螺釘(未示出)可以被插入通過孔416-3進入到螺紋孔216-3中以將脛骨鉆孔引導件座架200在適當的高度或深度(例如,沿著z-方向)處固定到適配器杠。
通過將脛骨鉆孔引導件座架200與脛骨鉆孔引導件202布置在切除的踝部空間22內,足部和小腿便布置在足部支架306與腿部支架304(圖30)中。內科醫生估計足背(dorsi-plantar)旋轉的踝部軸并且將踝部與對直工具300的旋轉軸可視地對直。調節足部支架306以使足部旋轉,從而使得大腳趾相對于沿著水平方向延伸的腿部基本上沿著豎直方向指向。前足和跟部通過夾具308與310固定到足部支架306。將腿部支架304調節到小腿,使得脛骨16大約平行于地面。足部與小腿理想地對直,使得距骨滑車的前后(“a-p”)線基本上是豎直的。
適配器杠400通過由延伸部408和410分別限定的對直孔412和414,利用對直工具300的對直桿318而接合到對直工具300。然后適配器杠400沿著對直桿318滑動直到適配器杠的孔416與由脛骨鉆孔引導件200(圖30)的本體204限定的孔216對直。如上所述,定位銷70插入適配器杠400的孔416-1和416-2以及脛骨鉆孔引導件座架200的孔216-1和216-2中。通過將定位銷70布置在孔216-1、216-2、416-1和416-2內,脛骨鉆孔引導件座架200便與對直工具300在內外方向上(例如,x-方向)以及上下方向上(例如,y-方向)適當地對直。螺釘插入通過孔416-3進入到螺紋孔216-3中,其將脛骨鉆孔引導件座架200固定到適配器杠400并且在前后方向上(例如,z-方向)提供了適當的對直。
通過將患者的足部布置在對直工具300內,背板312上的套管324建立了與脛骨16的機械軸的對直以及與桿318的對直。因此,如上所述,在利用適配器杠400使脛骨鉆孔引導件座架200與對直工具300對直以后,由于布置在脛骨鉆孔引導件座架200內的脛骨鉆孔引導件202的穿孔246與由套管324限定的軸對直,因此使得能夠在不使用熒光檢查法的情況下,在踝部與脛骨中心線性鉆孔以便引入足底插管。此布置能夠形成與由脛骨限定的機械軸基本上共線的髓內通道。
可以使用多種微創外科手術技術以將足底插管引入到跟骨20、距骨14與脛骨16中。在一個代表性實施方式中,套管324臨時地與背板312分離(例如,通過擰下)以提供到足底的通路。內科醫生使用解剖刀在足底做出初始切口并且替換套管324。裝載有k-線(未示出)的空心套管針能夠插入通過套管324,進入足底,直到接觸跟骨20并且將k-線牢固地設定在跟骨20內。然后可以移除套管針,并且將k-線進一步輕輕地接入到跟骨20內。在代表性實施方式中,套管324測得直徑6mm,并且裝載有2.4mmk-線的空心套管針可以是6mm。現在內科醫生可以在k-線上方操作空心的第一擴孔鉆(例如,6mm)(未示出)直到進入跟骨20與距骨14中。第一擴孔鉆打開進入路徑以便插入足底插管。
如圖30中所示,在拔出第一擴孔鉆與套管324以后,然后內科醫生插入足底插管64。通過使足底插管64處于適當位置處,第二擴孔鉆66(例如,5mm)可以穿過插管64運轉,以鉆孔大約另一個102mm而穿過距骨14并且直到脛骨16中,以建立通過跟骨20和距骨14通向脛骨16(圖30)中的髓內引導路徑。第二擴孔鉆66朝向脛骨16前進,擴孔鉆66的尖端68由與對直工具300的套管324對直的脛骨鉆孔引導件204的圓錐形內表面248引導。
一旦建立通過跟骨20、距骨14和脛骨16的髓內通道,則適配器杠400便與鉆孔引導件座架200和對直杠318脫離接合。將鉆孔引導件座架200從切除關節空間22移除以使切除關節空間暴露給外科醫生。
通過使切除的踝關節空間22暴露給外科醫生,然后安裝踝部假體。在一個實例中,踝部假體包括可以從跟骨的底部延伸直到距骨的頂部的莖部(即,踝-跟骨莖部),但是在一些實施方式中,此莖部完全布置在距骨內(即,距骨莖部)。凸面的圓頂接合到莖部并且提供鉸接關節表面。脛骨莖部可以是整體的或者包括可以在原位接合在一起的多個部分。脛骨平臺接合到脛骨莖部并且包括或者接合到凸面關節表面以便與接合到距骨/踝-跟骨莖部的鉸接關節表面鉸接。在reiley等人公布的專利號為7,534,246的美國專利中公開了此踝部假體的實例與安裝此假體的方法,其整體通過引用的方式包含于此。
公開的脛骨鉆孔引導件座架200與鉆孔引導件202可以與多種另選的對直工具一起使用。例如,圖31-圖34示出了以足部保持組件500的形式的對直工具的另一個實例,脛骨鉆孔引導件座架200可以直接接合到足部保持組件。如圖31和圖32中所示,足部保持組件500包括限定了多個狹槽504和506以及穿孔503的基板502。
狹槽504被定尺寸并且構造為可滑動地容納一對足跟夾具508,并且狹槽506被定尺寸并且構造為可滑動地容納一對前足夾具或引導件510。足跟夾具508與前足夾具510配合,以便利用諸如例如緊定螺釘或其它鎖定裝置的鎖定機構將患者的足部相對于基板502保持在期望位置處,以將足跟夾具508與前足夾具510的位置固定到基板502。足跟夾具508和前足夾具510的相應的足接合表面512和514可以具有與人類足部的內側與外側形狀互補的形狀。
從基板502延伸出的是布置在基板502上的一對對直桿516,使得一個對直桿布置在患者的足部的內側并且另一個對直桿布置在患者足部的外側。如在圖32和圖34中最佳見到的,結合杠518被定尺寸并且構造為與對直桿516可滑動地接合。結合杠518包括限定通道522(圖32)的一對隔開的支腿520,對直桿516可滑動地容納在通道522中。支腿520中的一個或兩個包括夾具或者其它鎖定機構524,以便增加結合杠518與對直桿516之間的摩擦,從而沿著對直桿516的長度將鎖定結合杠518可釋放地鎖定在一定位置處。
內側-外側橫杠526將結合杠518的支腿520接合在一起。從內側-外側橫杠526延伸出的是安裝結合件528。安裝結合件528包括一個或多個孔530-1、530-2和530-3(共同地稱作“孔530”),這些孔被定尺寸并且構造為與由脛骨鉆孔引導件座架200限定的孔216對直。
釘532(圖33)從內側-外側橫杠526延伸,以便經由通過脛骨接合件534限定的狹槽536與脛骨接合件534接合。脛骨接合件534包括具有用于與患者的脛骨鄰接的凹面表面540的架子538。用于接合釘532的螺母或其它鎖定機構(未示出),其可以是帶螺紋的,可以用于相對于內外橫杠526固定架子538的位置。
與脛骨鉆孔引導件座架200與脛骨鉆孔引導件202的組件結合的足部保持組件500的使用與上述的對直工具300的使用類似。例如,一旦將脛骨鉆孔引導件座架200與脛骨鉆孔引導件202的組件布置在切除關節空間22內,則患者足部的足跟便放置在足跟夾具508之間并且患者前足放置在前足夾具510之間。足跟的鎖定機構與前足夾具508和510可以接合以初始設定足跟與前足夾具508和510相對于基板502的位置。
通過沿著對直桿516滑動結合杠518的支腿520,結合件528的孔530與由脛骨鉆孔引導件座架200限定的孔216對直。定位銷70和/或螺紋螺釘(未示出)可以用于將結合件528的孔530接合到脛骨鉆孔引導件座架200的孔216。外科醫生可以檢查以確保患者足部牢固地抵靠基板502,然后接合夾具524以將結合杠518固定到對直桿516。
調節脛骨接合件534直到凹面540接觸患者的脛骨。通過狹槽536與釘532之間的接合引導脛骨接合件534的調節。通過使脛骨接合件534處于期望位置處,螺母或其它鎖定機構(未示出)將脛骨接合件534鎖定在適當位置處。外科醫生可以對足跟與前足夾具508與510作出最終調節,然后形成如上所述的髓內通道。
在圖35-圖38中示出了用于與脛骨鉆孔引導件座架200和脛骨鉆孔引導件202一起使用的對直工具600的另一個實例。如圖35中所示,對直工具600包括基板602,其包括多個杠602a、602b和602c。盡管示出了三個杠602a、602b和602c,但是本領域中的技術人員將會理解的是,可以實施更少或更多的杠。杠602b限定了孔603,孔603被定尺寸并且構造為容納諸如例如空心鉆的外科手術工具。包括但不限于足跟夾具和/或前足夾具(未示出)的其它元件可以接合到基板602的杠602a、602b和602c,以有助于相對于孔603定位患者的足部。
一對隔開的對直桿604從基板602延伸出。對直桿604中的一個可以布置在患者腿部的內側上,并且對直桿604中的另一個布置在患者腿部的外側上。與對直工具300的對直桿318類似,對直桿604可以可滑動地容納在適配器杠400的孔412、414內。
與脛骨鉆孔引導件座架200與脛骨鉆孔引導件202的組件以及適配器杠400結合對直工具600的使用與上述的對直工具300的使用類似。例如,一旦將脛骨鉆孔引導件座架200與脛骨鉆孔引導件202的組件布置在切除關節空間22內,則適配器杠400便通過相應地由延伸部408和410限定的對直孔412和414以及對直工具600的對直桿604而接合到對直工具600。適配器杠400沿著對直桿604滑動,直到適配器杠的孔416與由脛骨鉆孔引導件200的本體204限定的孔216對直。如上所述,定位銷插入適配器杠400的孔416-1和416-2以及脛骨鉆孔引導件座架200的孔216-1和216-2中。通過布置在孔216-1、216-2、416-1和416-2內的定位銷70,脛骨鉆孔引導件座架200便與對直工具600在內外方向上(例如,x-方向)以及上下方向上(例如,y-方向)適當地對直。螺釘插入通過孔416-3進入到螺紋孔216-3中,其將脛骨鉆孔引導件座架200固定到適配器杠400并且沿著前后方向(例如,z-方向)提供了適當的對直。外科醫生可以對足跟與前足夾具508與510作出最終調節,然后形成如上所述的髓內通道。
圖39至圖63示出了用于執行外科手術程序的系統的另一個實施方式。具體地說,圖39-圖43示出了脛骨鉆孔引導件座架700,其被定尺寸并且構造為容納圖44-圖47中示出的脛骨鉆孔引導件卡座702。脛骨鉆孔引導件座架700還可以容納用于在外科手術程序的其它階段中使用的其它鉆孔引導件卡座。與脛骨鉆孔引導件座架200類似,脛骨鉆孔引導件700可以由適于與立體光刻、選擇性激光燒結等制造設備結合使用的類型的彈性聚合物材料(例如適于與選擇性激光燒結結合使用的聚酰胺粉快速原型材料)形成。
如圖39-圖43中所示,脛骨鉆孔引導件座架700具有略微長方形的本體704,其具有前側706、后側708、頂側710、底側712、以及一對相對側面714和716。前側706限定凹部718,凹部718被定尺寸并且構造為可滑動地將脛骨鉆孔引導件702容納在其中。凹部718與由底側712限定的凹部720(圖39和圖43)以及由頂側710限定的凹部722(圖39、圖42、以及圖43)連通,以使得本體704基本上是中空的。
側面714、716的相應內表面724、726具有與脛骨鉆孔引導件卡座702的橫截面的幾何形狀相應的不同的幾何形狀,以確保將脛骨鉆孔引導件卡座702適當地插入到凹部718中。在圖39-圖43中示出的實施方式中,側面716包括向內延伸到凹部718中的第一凸緣728與第二凸緣730,并且側面714具有向內逐漸變小的上端區域732與向內延伸的凸緣734。本領域中的技術人員將會理解的是,側面714、716可以包括其它特征以確保脛骨鉆孔引導件卡座702適當插入到凹部718中。在一些實施方式中,側面714、716可以具有相同的幾何形狀,并且脛骨鉆孔引導件卡座可以可逆轉地插入到凹部718中。
前側706限定了被定尺寸并且構造為將定位銷容納在其中的一個或多個定位孔736-1、736-2(共同地稱作為“定位孔736”)。一個或多個通孔738-1、738-2、738-3(共同地稱作“通孔738”)延伸通過前側706,其還限定了盲孔740。如下所述,通孔738被定尺寸并且構造為接收k-線以將脛骨鉆孔引導件座架固定到患者的骨。
脛骨鉆孔引導件座架700的頂側710包括被定尺寸并且構造為抵靠下脛骨16a(圖8)的切除表面配合并且涉及下脛骨16a的切除表面的一對倒角742。脛骨鉆孔引導件座架700還包括脛骨接合結構744與距骨接合結構746。脛骨接合結構744從頂側710延伸出并且包括基本上共形接合表面748。距骨接合結構746從底側712延伸出并且還包括基本上共形接合表面750。
脛骨鉆孔引導件卡座702具有基本上長方形的細長本體754,與脛骨鉆孔引導件座架700相比,細長本體754可以由諸如例如金屬、陶瓷等的更堅固的材料形成。如圖44與圖45中最佳示出的,側面756、758的幾何形狀相應地與脛骨鉆孔引導件座架700的側面714、716互補。例如,側面758包括相應地與凸緣728和730相應的凸緣760和762,并且側面756包括凸緣764和成角度部分766,凸緣764和成角度部分766分別對應于脛骨鉆孔引導件座架700的凸緣734和上部區域732。
脛骨鉆孔引導件卡座702的前側768限定盲孔770,出于下述原因盲孔770可以是帶螺紋的。脛骨鉆孔引導件卡座702限定從底面776延伸到頂面778的一對孔772和774。孔772可以是鉸制孔,其被定尺寸并且構造為將球形鎖銷容納在其中,并且孔774具有內表面780,該內表面從在底面776處的較大直徑逐漸縮小到較小表面,該較小表面被定尺寸并且構造為接收諸如鉆和/或擴孔鉆的外科手術工具。頂面778限定從側面756延伸到758的一對平行狹槽782-1、782-2(共同地稱作“狹槽782”)。如圖44和圖47中最佳示出的,狹槽782距由孔774限定的中心軸等軸測離布置以便為希望利用熒光檢查法來檢查孔774與患者的脛骨的機械軸對直的內科醫生提供視覺鍵(visualkey)。
如圖48中所示,安裝板800具有由包括但不限于金屬、陶瓷等的材料制造的基本上長方形本體802。本體802限定從前側806延伸到后側808的穿孔804并且具有與脛骨鉆孔引導件座架700的凹槽718類似的幾何形狀,使得脛骨鉆孔引導件卡座702可以容納在其中。本體802還限定布置在本體802上的一對通孔810-1,810-2(共同地稱作“孔810”)使得它們與脛骨鉆孔引導件座架700的孔738相應并且尺寸設計并且構造為將k-線或銷容納在本體802中。
安裝基部812從安裝板800的前側806延伸出并且限定從第一側816延伸到第二側818的孔814。安裝基部812限定缺口820以及與脛骨鉆孔引導件座架700的孔736對直的一個或多個定位銷孔822-1、822-2(共同地稱作“孔822”)。缺口820平分孔814。安裝基部812還可以限定與從脛骨鉆孔引導件座架700的前側706延伸出的一個或多個突出部784相應的一個或多個凹部824。凹部824與突出部784配合以確保安裝基部812與脛骨引導件座架700適當地對直。本領域中的技術人員將會理解的是,可以實施其他幾何形狀特征以確保安裝基部812與脛骨鉆孔引導件座架700之間的適當對直。
如圖49-圖54中示出的,安裝板800可以利用定位銷70接合到脛骨鉆孔引導件座架700,其通過孔822和孔734接收。如在圖51中最佳可見,脛骨引導件卡座702通過穿孔804與凹部718被接收。圖53和圖54示出了當脛骨鉆孔引導件卡座702適當地插入到脛骨鉆孔引導件座架700與安裝板800的組件中時,孔772與由安裝板800限定的孔828對直,其可以包括布置在其中的球形鎖銷(未示出)。因此,球形鎖銷容納在孔772內以保持布置在穿孔804與凹部718內的脛骨鉆孔引導件卡座702,從而使孔774布置在凹部754與756內。如圖53和圖54中示出的,螺釘或其它螺紋物體(未示出)可以插入到螺紋孔770中,然后將其拉動以使脛骨引導件卡座702從穿孔804和凹部718移除。
脛骨鉆孔引導件座架700、脛骨鉆孔引導件702、以及安裝板800可以與如上所述的對準工具300、適配器杠400、足部保持組件500以及對直工具600一起使用。此外,能夠與脛骨鉆孔引導件座架200和脛骨鉆孔引導件202一樣,脛骨鉆孔引導件座架700、脛骨鉆孔引導件702、以及安裝板800也可以與圖55-圖60中示出的足部保持組件900結合使用。
如圖55中所示,足部保持組件900包括從第一端904延伸到第二端906的基板902。第一端904與第二端906各自都限定凹坑908和孔910。凹坑908被定尺寸并且構造為容納鉆孔套管912,鉆孔套管912具有與通孔910對直的圓柱形本體孔914。因此,第一端904與第二端906均可以支撐患者的踝部或前足。每個凹坑908都包括交互地接合到其的彈簧加載制動部916,該彈簧加載制動部916包括指部接收表面918并且構造為相對于基板902滑動并且將鉆孔套管912固定在凹坑908內。在一些實施方式中,鉆孔套管可以是帶螺紋的并且構造為接合到基板902,基板具有布置在孔910的內表面上的互補螺紋。
基板902還包括在基本上垂直的方向上從第一端904與的熱端906之間的大約中點延伸出的內側/外側延伸部920。基板902還可以限定觀察開口922,使得當將足部固定到足部保持組件900時外科醫生能夠觀察患者的足面。
一個或多個桿924相對于上足部保持表面926(圖56)在基本上垂直的方向上從基板902延伸出。如本領域中的技術人員將會理解的,可以利用螺釘或通過其它固定裝置將桿924固定到基板902。將蓋子928固定到桿924的上端并且利用螺釘或其它固定裝置固定到桿924上。
安裝件930具有在可滑動地容納桿924的一端938處限定一對孔934、936的細長本體932,使得安裝件930可以沿著桿924滑動,從而相對于基板902定位脛骨鉆孔引導件座架700。彈簧加載按鈕940布置在安裝件930的第一端938處,并且接合到布置在安裝件930內的鎖定機構(未示出)上,以將安裝件930鎖定在沿著桿924的某位置處。
一個或多個孔942限定在安裝件930的第二端944處,并且與鉆孔引導件座架700的孔716相應以將鉆孔引導件座架700接合到足部保持組件900。如在圖56和圖60中最佳看到的,第二端942還限定了狹槽946,狹槽946被定尺寸并且構造為容納樞轉裝置950的內螺旋桿948,樞轉裝置950包括容納在安裝板800的狹槽820內的下部952并且與通孔814交叉固定。樞軸裝置950的十字銷可以圍繞由孔814限定的軸樞轉并且構造為接收支撐緊固旋鈕954。旋鈕954的底部表面956(圖60)具有大于狹槽946的外部尺寸并且構造為與安裝件930接合,以便固定安裝板800與脛骨鉆孔引導件座架700(其可以包括脛骨鉆孔卡座702)的組件。
在操作中,脛骨鉆孔引導件座架700插入到切除的接合空間22中。如在圖49和圖50中最佳示出的,安裝板800利用定位銷70連接到脛骨鉆孔引導件座架700。如本領域中的技術人員將會理解的,通過將樞轉裝置950交叉固定到安裝板800,安裝板800與樞轉裝置948的組件通過定位銷70接合到脛骨鉆孔引導件座架,定位銷70可以壓配合到安裝板800的孔822以及脛骨鉆孔引導件座架700的孔716中。可以通過將k-線(未示出)插入到由脛骨鉆孔引導件座架700限定的孔736、790、以及由安裝板800限定的孔830-1、830-2(與孔736-1736-2相應)和832-1、832-2中而將脛骨鉆孔引導件座架700和安裝板固定在切除的接合空間22內。
在將安裝板800結合到布置在切除的接合空間22內的脛骨鉆孔引導件座架700上的情況下,樞軸裝置948旋轉為使得其在與由患者腿部限定的縱軸大約平行的方向上延伸,并且卡座式脛骨鉆孔引導件702插入到安裝板800的穿孔804與脛骨鉆孔引導件座架700的凹部718中。脛骨鉆孔引導件卡座702被插入直到脛骨鉆孔卡座702的前端786鄰接脛骨鉆孔引導件座架700的后壁788,在此點處布置在孔772內的球形制動部與由安裝板800限定的孔828接合,并且脛骨鉆孔引導件卡座702前側768與安裝板800的前側806平齊。
安裝件930的孔940與定位銷70對直,并且容納在定位銷70上方,定位銷70從安裝板的前側806延伸出,以將足部保持組件900的安裝件930接合到安裝板800、脛骨鉆孔引導件座架700、以及脛骨鉆孔引導件卡座702的組件上。通過接合到定位銷70與安裝板800的安裝件930,樞軸裝置948相對于安裝板800旋轉,以使得樞軸裝置948的桿946容納在安裝件930的狹槽944內。然后旋鈕952圍繞其軸旋轉(順時針或逆時針),以使得旋鈕952的底面954接觸安裝件930以保持安裝件930與脛骨鉆孔引導件座架700和安裝板800的組件之間的接合。
鉆孔套管912接合到與患者足部的足跟對直的孔910。如上所述,鉆孔套管912可以滑動到由底板902限定的凹坑908中直到彈簧加載制動部916將鉆孔套管912可釋放地鎖定在適當位置中。在一些實施方式中,可以通過布置在鉆孔套管912的外表面上的相應螺紋(其與由凹坑908和/或孔910的內表面限定的螺紋接合)將鉆孔套管912擰入基板902,。在鉆孔套管912處于適當位置處并且患者的腿固定到足部保持組件900上的情況下,可以使用多種微創外科技術以便將足底插管引入到如上所述的跟骨20、距骨14和脛骨16中。
一旦實現進入患者的跟骨,則足底插管64便插入通過患者的跟骨20。擴孔鉆66穿過插管64運轉,以鉆孔大約另一個而穿過距骨14并且直到脛骨16中,以建立通過跟骨20和距骨14通向脛骨16中的髓內引導路徑。當擴孔鉆66離開距骨14時,圓錐形狀的內表面748將尖端68引導到孔788中。由孔788限定的軸基本上與脛骨16的機械軸軸向地對直,以使得當擴孔鉆66延伸通過孔788時,其在脛骨16內鉆出髓內管(intramedullarycanal)。
擴孔鉆穩定器
圖63-圖70示出了擴孔鉆穩定器1000的一個實例,當擴孔鉆前進到患者的脛骨中時可以利用擴孔鉆穩定器1000使得擴孔鉆穩定。首先參照圖63,擴孔鉆穩定器1000包括從遠端1004延伸到近端1006的細長本體1002。如在圖64和圖65中最佳看到的,本體1002限定沿著本體1002的長度延伸的縱向通道1008。如下面更加詳細描述的,本體1002還限定一對用于接收按鈕和偏壓件的腔體1010、1012。
本體1002的遠端1004包括一對隔開的叉狀部1014、1016。在一些實施方式中,叉狀部1014具有比叉狀部1016長度更長的長度。如圖64和圖65中所示,縱向通道1008沿著叉狀部1016延伸。在叉狀部1014與1016之間限定缺口1018。
如在圖63中最佳看到的,近端1004包括以相對于由本體1002限定的縱軸的一定角度從本體1002延伸出的把手1020。如在圖66中所示,與把手1020相對的近端1006包括由一對垂直壁1024、1024限定的切口區域1022。盡管壁1024示出并且描述為相互垂直,但本領域中的技術人員將會理解的是切口區域1022可以由具有其它構造的壁限定。
在一些實施方式中,本體1002具有由四個側面1026、1028、1030、1032限定的長方形橫截面幾何形狀。相對側面1026、1028各自都包括沿著它們相應的長度的相應臺階1034、1036。臺階1034、1036定位在距離缺口1018相同的距離處。
如下所述,相對側面1030、1032限定每個都構造為以壓配合接合容納相應銷1044、1046、1048的孔1038、1040、1042。孔1038定位在近端1006附近。孔1040布置在壁1026和臺階1034附近。孔1042形成在叉狀部1016中。在一些實施方式中,相對側面1030、1032限定開口1050,這減小了擴孔鉆1000的整體重量并且向外科醫生或使用者提供了用于操縱擴孔鉆穩定器1000的附加表面。
如在圖64和圖65中最佳看到的,可滑動引導組件1052布置在縱向通道1008內。引導組件1052包括擴孔鉆引導件本體1054,其由容納在孔1056內的銷1048樞轉地結合到穩定器本體1002。擴孔鉆引導件本體1054包括布置在孔1056附近的凹面引導表面1058。與凹面引導表面1058相對的引導件本體1054包括臺階1060,其布置在限定在引導件本體1054的叉形端部1064中的孔1062附近。叉形端部1064由一起將凹部1070限定在其間的一對隔開的凸片1066、1068形成。
銷1072(圖66和圖67)容納在擴孔鉆引導件本體1054的孔1062中,以將擴孔鉆引導件本體1054可樞轉地結合到樞軸桿1074,樞軸桿1074包括在其遠端1078處的相應孔1076。樞軸桿1074在其近端1084處限定另一個孔1080。孔1080被定尺寸并且構造為容納將樞軸桿1074結合到柱塞桿1086的銷1082。
如在圖66-圖69中最佳看到的,柱塞桿1086限定了在其遠端1090處的孔1088,遠端1090相對于柱塞桿1086的剩余部分具有向外展開的幾何形狀。在一些實施方式中,如在樞軸桿1074容納在其中的圖69中最佳看到的,遠端1090包括一對相對的扁平結構1092、1094并且限定狹槽1096。如下面更加詳細地描述的,遠端1090還形成構造為將柱塞桿1086保持在縱向通道1008內的肩部1091。
柱塞桿1086的近端1098限定了孔1100,孔1100被定尺寸并且構造為容納用于將柱塞桿1086結合到頭部1102銷1118。頭部1102限定了盲孔1104,盲孔1104從遠端1106向內延伸并且被定尺寸并且構造為將柱塞桿1086的近端1098容納在其中。在一些實施方式中,頭部1102的頂側1108包括在側面1112終止的傾斜表面1110。頭部1102還包括弧形表面1114以便為使用者的指部提供人體工程學輪廓(圖70)。孔1116在垂直于盲孔1104延伸方向的方向上延伸通過頭部1102,并且構造為與柱塞桿1086的孔1100對直以便利用銷1118將柱塞桿1086結合到頭部1102。盡管描述了交叉銷布置,但本領域中的普通技術人員將會理解的是,可以使用其它結合部件將頭部1102結合到柱塞桿1086,其它結合部件包括但不限于僅列出幾種可能性的錐度配合、超聲波焊接、卡合布置或者利用粘結劑。
偏壓件1120構造為布置在柱塞桿1086上方并且與頭部1102的遠端1106鄰接。在一些實施方式中,當偏壓件1120布置在遠端1106與縱向通道1008的減小的直徑區域1009之間時,偏壓件1120是在近側方向上將偏壓力施加到頭部1102的壓縮彈簧。
現在參照圖70,如下面更加詳細描述的,鎖定組件1122布置在擴孔鉆引導件本體1002的近端1006處并且構造將引導組件1052鎖定在引導組件1052與擴孔鉆本體65接合的位置處。鎖定組件1122包括可滑動地結合到擴孔鉆穩定器本體1002的鎖定按鈕1124。鎖定按鈕1124包括構造為容納在由穩定器本體1002限定的腔體1022內的下部1126以及在穩定器本體1002上方延伸的上部1128,以方便通過外科醫生或其它使用者的接合。
在一些實施方式中,下部1126具有包括底面1130、內側表面1132、以及外側表面1134的基本上長方形的幾何形狀。底面1130是平坦的并且構造為沿著腔體1010的表面滑動。在底面1130與外側表面1134之間的界面包括與頭部1102的傾斜表面1110互補的傾斜表面1138。狹槽1140通過側面1142、1144限定。狹槽1140平行于底面1130延伸并且被定尺寸并且構造為容納銷1044,銷1044通過由穩定器本體1002限定的孔1038被容納。
在一些實施方式中,上部1128具有三角形形狀,但是本領域中的技術人員將會理解,上部1128可以采用其它幾何形狀。上部1128包括構造為沿著把手1020的上表面或最近表面滑動的基本上平坦的底面1146。上側面1148、1150形成上部1128的其它兩個側面。側面1150彎曲以便于與外科醫生或使用者的指部的人體工程學接合。
偏壓件1152布置在腔體1010內并且構造為促使鎖定按鈕1124遠離把手1020并且朝向引導組件1052。在一些實施方式中,諸如在圖66-圖70中示出的實施方式,偏壓件1152是布置在與鎖定按鈕1124的下部1126的內側表面成對接關系的腔體1010中的壓縮彈簧。如本技術領域中的普通技術人員將會理解的,偏壓件1152如此定位在腔體1010中使得偏壓件1152基本上與狹槽1140共線,以防止鎖定按鈕1124的旋轉與卡住。
如下面更加詳細描述的,結合組件1154結合到穩定器本體1002的側面1026并且構造為將擴孔鉆穩定器1000結合到其它外科手術裝置。結合組件1154包括樞軸按鈕1156與偏壓件1158。如在圖66中最佳看到的,樞軸按鈕1156具有從下端1162延伸到上端1164的弓形本體1160。一對耳部1166、1168從本體1160的大約中間延伸出,它們一起限定凹入部1170。耳部1166、1168各自都限定了用于容納銷1046的相應的孔1172、1174。
下端1162包括從凹入部1170附近的內表面1178延伸的制動部1176。在圖64和圖65中示出的凹部1180,限定于在由耳部1166、1168限定的孔1172、1174的近側布置的位置處的凹入部1170內。制動部1176遠離臺階1034布置。如下面更加詳細地描述的,制動部1176相對于臺階1034以及凹部1180相對于孔1172、1174的相對位置設置為將擴孔鉆穩定器1000結合到其它外科手術裝置。當將擴孔鉆穩定器1000與其它外科手術裝置斷開時凹入外表面1182為外科醫生或使用者的指部提供了擴孔鉆穩定器1000的人體工程學表面。
為裝配擴孔鉆穩定器1000,通過在柱塞桿1086的遠端1090處將樞軸桿1074布置在狹槽1096內而將引導組件1052裝配。通過將銷1082插入通過孔1080與孔1100而將樞軸桿1074結合到柱塞桿1088。通過將銷1072插入到孔1062和1076而將擴孔鉆引導件本體1054結合到樞軸桿1074的遠端1078。
柱塞桿1086的近端1098在由穩定器本體1002的遠端1004處的叉狀部1016限定的開口處插入到縱向通道1008中。當通過遠端1090限定的肩部1091接觸縱向通道1008的減小的直徑區域1009時,柱塞桿1086的近端1098從縱向通道1008向外延伸。將偏壓件1120插入到在柱塞桿1086上方的縱向通道1008中作為頭部1102。頭部1102的孔1116與柱塞桿1086的孔1100對直并且通過將銷1118插入通過孔1116和1100使兩個件結合在一起。通過將銷1048插入通過孔1042與孔1056而將擴孔鉆引導件本體1054結合到穩定器本體1002。
通過將引導組件1052結合到穩定器本體1002,鎖定組件1122結合到穩定器本體1002。通過將偏壓件1152插入到由本體1002限定的腔體1010中,鎖定組件1122結合到穩定器本體1002。鎖定按鈕1124的下部1126插入到腔體1010中直到由下部1126限定的狹槽1140與由本體1002限定的孔1038對準。通過使狹槽1140與孔1038對直,銷1044插入到孔1038和狹槽1140中,以將鎖定按鈕1124交叉固定到本體1002。
通過將偏壓件1158插入到腔體1012中來安裝安裝組件1154,并且樞軸按鈕1156布置在偏壓件1158上方,使得由耳部1166、1168限定的孔1172、1174與由本體1002限定的孔1040對直。通過使孔1166、1168與孔1040對直,銷1046插入到孔1166、1168與1040中以將樞軸按鈕1156固定到本體1002。
足部保持組件
擴孔鉆穩定器1000構造為與諸如圖71中示出的足部保持組件1200的足部保持件組件關聯使用。足部保持組件1200包括基板1202,該基板具有從第一側1204延伸到第二側1206并且從地三側1208延伸到第四側1210的大體上長方形形狀。
如下面更加詳細描述的,一對偏壓制動部1212、1214布置在側面1210的相對端處并且構造為將足部板1326與鉆孔引導組件1260結合到基板1202的側面1204、1206中的一個。足部板1326與鉆孔引導組件1260可以有利地結合到側面1204、1206中的任一個,以使足部保持組件1200可反轉并且可以用于在患者左側和/或右側足部與踝部上的操作。每個制動部1212、1214都包括相應的指部接合表面1216、1218,通過外科醫生或其它使用者操縱指部接合表面1216、1218,以使足部板1326和/或鉆孔引導組件1260與基板1202脫離接合。
如下面更加詳細地描述的,基板1202的側面1204、1206各自都限定一對孔1222、1224,它們被定尺寸并且構造為容納足部板1326的釘1332、1334以及鉆孔引導組件1260的釘1276、1278。側面1204、1206、1208、1210共同地限定觀察開口1224,使得當將足部固定到足部保持組件1200時外科醫生能夠觀察患者足部的底部。
一個或多個桿1226、1228在相對于側面1204和側面1206從側面1208延伸的方向的垂直方向上從基板1202的側面1208延伸。在一些實施方式中,桿1226、1228利用螺釘固定到基板1202上,但是本領域中的技術人員將會理解的是,還可以使用用于將桿1226、1228固定到基板1202的其它固定部件。蓋子1230結合到與基板1202結合的端部相對的桿1226、1228的端部。還可以利用螺釘或其它固定部件將蓋子1230結合到桿1226、1228。
安裝件1232具有在一端1240限定了用于可滑動地接收桿1226、1228的一對孔1236、1238的細長本體1234。包括旋鈕1244的鎖定螺釘1242提供了用于將安裝件1232沿著桿1226、1228鎖定在某個位置的鎖定機構。一個或多個孔1246、1248限定在安裝件1232的第二端1250處并且與鉆孔引導件座架700的孔736以及改良安裝板800a的孔822相應,下面將對其進行更加詳細的描述。第二端1250還限定了狹槽1252,其被定尺寸并且構造為容納樞軸裝置950的內螺紋桿948。
現在參照圖72-圖73描述驅動引導組件1260。首先參照圖72,鉆孔引導組件1260包括從結合端1264延伸到相對端1266的長方形基部1262。側面1268、1270在端部1264、1266之間延伸并且每個都限定了在結合端1264附近的相應凹部1272、1274。釘1276、1278從結合端1264延伸并且被定尺寸并且構造為容納在由足部保持組件1200的側面1204、1206限定的孔1220、1222內。盡管示出了兩個釘1276、1278,但本領域中的技術人員將會理解的是可以實施更少或更多釘。
頂側1280限定用于接收k-線的一個或多個孔1282-1、1282-2、1282-3、1282-4、1282-5、1282-6、1282-7、1282-8(“孔1282”)。開口1284通過頂側1280限定并且延伸通過相對于頂側1280布置的患者接觸側1286的基部1262。開口1284使外科醫生或其它專業人員能夠觀察患者足部的底部。通路1288還延伸通過基部1262并且被定尺寸并且構造為容納鎖定套管組件1290。
如在圖73中最佳看到的,鎖定套管組件1290包括結合在通路1288內的中心件1292。中心件1292包括布置在端部1296附近的螺紋喇叭狀區域1294。多個柔性叉狀部1298布置在端部1296并且具有從喇叭狀區域1294到端部1296變窄的錐形構造。中心件1292限定從端部1296延伸到端部1302的孔1300。如下面更加詳細地描述的,孔1300被定尺寸并且構造為容納鉆套管。
旋鈕1304限定內部空間1306以及與中心件1292的孔1300對準的孔1308。鄰近旋鈕1304的開口端1312的內表面1310包括用于與中心件1292的螺紋喇叭狀區域1294的螺紋接合的螺紋。相對開口端1312、旋鈕1304包括在端部1316處的多個向外延伸的抓握表面1314。內部地,端部1316包括椎體1318。旋鈕1304的側壁1320限定用于接收相應銷1324的一個或多個孔1322以防止旋鈕1304與中心件1292分離。
再次參照圖71,足部板1326具有長方形基部部分1328與結合部分1330。結合部分1330包括一對釘1332、1334,它們被定尺寸并且構造為容納在由基板1202的側面1204、1206限定的孔1222、1223內。側面1336、1338各自都限定了相應狹槽1340、1342,它被定尺寸并且構造為容納足部保持組件1200的基板1202的偏壓制動部1212、1214。
操作
現在描述擴孔鉆穩定器1000、足部保持組件1200、鉆孔引導組件1260、以及足部板1326的使用。如上所述,外科醫生使用脛骨切除引導件座架100與脛骨切除引導件132來切除患者脛骨16的下端部并且利用距骨切除引導件座架102和距骨切除引導件166來切除患者的距骨14的上面,以形成如圖15中所示的切除關節空間22。
脛骨鉆孔引導件座架700插入到切除關節空間22中,并且以如上面參照圖49和附圖50描述的安裝板800連接到脛骨鉆孔引導件座架700相同的方式利用定位銷將安裝板800a連接到脛骨鉆孔引導件座架700。卡座式脛骨鉆孔引導件702插入到安裝板800a的穿孔804以及脛骨鉆孔引導件座架700的凹部718中。如圖74中示出的,脛骨鉆孔引導卡座702被插入直到脛骨鉆孔卡座702的前端786鄰接脛骨鉆孔引導件座架700的后壁788,在此點處布置在孔772內的球形制動部與通過安裝板800限定的孔828接合并且脛骨鉆孔引導卡座702與安裝板800a的前側806平齊。
利用定位銷70將足部保持組件1200的安裝件1232結合到脛骨鉆孔引導件座架700與安裝板800a。例如,通過第二端1250限定的孔1246、1248與從安裝板800a延伸出的定位銷70對準并且定位銷70。安裝件800a的樞軸裝置948從下部952未容納在由安裝件1232限定的狹槽1252內的水平位置樞轉到下部952容納在狹槽1252內的豎直位置。旋鈕952圍繞其軸旋轉(順時針或逆時針),使得旋鈕952的底面954接觸安裝件1232以保持安裝件1232與脛骨鉆孔引導件座架700和安裝板800a的裝配之間的接合。
如圖75和圖76中示出的,鉆孔引導組件1260結合到基板1202的適當的側面1204、1206,使得鉆孔引導組件1260直接地布置在患者足部的后跟附近。鉆孔引導組件1260到基板1202的結合包括將釘1276、1278插入到由側面1204限定的孔1220中或者由側面1206限定的孔1222中。當釘1276、1278插入到孔1220或1222中時,偏壓制動部1212或1214響應于鉆孔引導組件1260的接觸基部1262向外彎曲,并且然后當制動部1212或1214與狹槽1272或1274對準時,通過偏壓件迫使制動部1212或1214進入由側面1268、1270限定的狹槽1272或1274中的一個內的鎖定接合。
足部板1326結合到基板1202的側面1204、1206,基板1202與鉆孔引導組件1260連接到其上的側面1204、1206相對,使得足部板1326布置在患者的前足附近。足部板1326到基板1202的結合包括將釘1332、1334插入到由側面1204限定的孔1220中或者由基板1202的側面1206限定的孔1222中。當釘1332、1334插入到孔1220或1222中時,偏壓制動部1212或1214響應于足部板1326的接觸結合部分1330向外彎曲。當制動部1212或1214與狹槽1340或1342對準時,迫使制動部1212或1214進入到由結合部分1330的側面1336或1338限定的狹槽1340或1342中。
可以通過松開鎖定螺釘1242調節基板1202與安裝件1232之間的距離,使得安裝件1232可以沿著桿1226、1228滑動。當已經實現安裝件1232相對于基板1202的期望定位時,鎖定螺釘1242旋轉以沿著桿1226、1228將安裝件1232鎖定在其適當位置處。
將在圖77中示出的使墨水施加到其尖端的套管針74插入到由鎖定套管組件1290的中心件1292限定的孔1300中并且接觸患者足部的皮膚以形成標記。通過按壓與由基部1262限定的狹槽1268、1270接合的偏壓制動部1212、1214將鉆孔引導組件1260從其與基板1202的接合移除,從而迫使制動部1212、1214脫離其與狹槽1268、1270的接合。在制動部1212、1214與狹槽1268、1270脫離接合的情況下,在將釘1278、1280從孔1220或1222移除之前,使基部1262脫離基部1202。
通過移除鉆孔引導組件1260,通過利用解剖刀或其它外科手術切割工具在標記位置處作出小的切口來實現接近患者的跟骨20。然后如上所述,鉆孔引導組件1260重新結合到基板1202。
鉆套管或插管(未示出)被插入到孔1300中并且然后通過鎖定套管組件1294的旋轉按鈕1304鎖定在適當位置處。旋轉旋鈕1304致使形成在旋鈕1304的內表面1310上的螺紋與螺紋喇叭狀區域1294的螺紋接合。當旋鈕1304沿著一個方向(例如順時針方向)旋轉時,旋鈕1304相對于中心件1292的旋轉致使旋鈕1304沿著中心件1292朝向基部1262前進,這導致椎體1318與柔性叉狀部1298接觸。當旋鈕1304朝向基部1262移動時,將柔性叉狀部1298朝向彼此向內推動,由此在鎖定套管組件1290與鉆套管或插管之間提供摩擦鎖定。
在鉆套管或插管鎖定到鎖定套管組件1290的情況下,利用鉆以形成通過跟骨20、距骨14、并且進入到脛骨16中的導向孔。當鉆離開距骨14時,脛骨鉆孔卡座702的圓錐形狀的內表面748將鉆的尖端引導到脛骨14中。一旦將導向孔鉆到脛骨14中期望的深度,鉆就退出并且將脛骨鉆孔卡座702脛骨鉆孔卡座702被從脛骨鉆孔引導件座架700移除。將卡座702移除包括將螺紋定位銷或桿插入到螺紋盲孔770中并且拉動螺紋定位銷或桿以將卡座702從脛骨引導件座架700移除。
擴孔鉆頭部66插入到由卡座702騰空的空間中,并且結合到插入通過鎖定在鎖定套管組件1290中的鉆套管或插管的、容納在騰空空間內的擴孔鉆的驅動桿65。
如參照圖78和圖79所述的,一旦擴孔鉆頭部66結合到擴孔鉆桿65,擴孔鉆穩定器1000便固定到安裝板800a。穩定器本體1002的遠端1004插入到安裝板800a的穿孔804中并且經由由脛骨鉆孔引導件座架700的前側706限定的凹部718進入到本體704中。擴孔鉆穩定器1000繼續前進直到臺階1034、1036以對接關系接觸頂表面806。在臺階1034、1036接觸頂表面806的情況下,布置在樞軸按鈕1156的內表面1178上的制動部1176容納在安裝板800a的狹槽826內。
當制動部1176布置在狹槽826內并且擴孔鉆穩定器1000結合到安裝板800a時,擴孔鉆驅動桿65容納在限定在穩定器本體1002的遠端1004處的缺口1018內。如通過比較圖64和圖65最佳看到的,致動引導組件1052使得與缺口結合的擴孔鉆引導件本體1054封裝并且圍繞擴孔鉆驅動桿65。通過將在遠側方向上推動柱塞桿1086與樞軸桿1074的向下壓力(即在遠側方向上的壓力)施加到頭部1102來致動引導組件1052。柱塞桿1086與樞軸桿1074在遠側方向上的移動迫使擴孔鉆引導件本體1054圍繞孔1056樞轉,擴孔鉆引導件本體1054通過銷1042固定到穩定器本體1002。當擴孔鉆引導件本體1054圍繞孔1056樞轉時,樞軸桿1074的遠端1078在近端1084處可以相對于孔1080向外彎曲。盡管擴孔鉆引導件本體1054示出為完全橫跨缺口1018延伸,但本領域中的普通技術人員將會理解的是,在一些實施方式中擴孔鉆引導件本體1054將僅部分橫跨缺口1018延伸。
仍然參照圖64和圖65,鎖定組件1122構造為利用擴孔鉆驅動桿65將引導組件1052自動地鎖定在其接合位置中。通過偏壓件1152在朝向頭部1102的方向上推動鎖定按鈕1124,使得當頭部1102的傾斜表面1110布置在鎖定按鈕1124的傾斜表面1138下方時,鎖定按鈕1124在頭部1102上方滑動以保持擴孔鉆65與擴孔鉆引導件本體1054的凹入引導表面1058的接合。擴孔鉆65、66在由擴孔鉆穩定器1000支撐的同時前進到先前通過鉆形成的導向髓內通道中,擴孔鉆穩定器1000保持擴孔鉆65、66前進到脛骨16中的方向并且防止擴孔鉆65、66偏移。
一旦髓內通道被擴孔到期望的深度,那么直到擴孔鉆頭部66容納在切除關節空間22內才通過髓內通道取回擴孔鉆65、66。然后將擴孔鉆穩定器1000從其與擴孔鉆桿65和安裝板800a的接合移除。為使擴孔鉆穩定器1000從其與擴孔鉆65的接合脫離,沿著遠離頭部1102的方向推動鎖定按鈕1124直到鎖定按鈕1124容納在由穩定器本體1002限定的腔體1010內。
當鎖定按鈕1124不與頭部1102接觸或者另外地阻止頭部1102在近側方向上移動時,布置為與頭部1102的遠端1106對接接觸的引導組件1052的偏壓件1120,致使頭部1102、柱塞桿1086、以及樞軸桿1074在近側方向上移動。由于樞軸桿1074與擴孔鉆引導件本體1054之間的交叉固定接合,因此頭部1102、柱塞桿1086、以及樞軸桿1074的近側移動致使擴孔鉆引導件本體1054圍繞銷1048旋轉。
在引導組件1054與擴孔鉆脫離接合的情況下,通過按壓樞軸按鈕1156使擴孔鉆穩定器1000與安裝板800a脫離接合,以使按鈕1156圍繞銷1076樞轉并且將制動部1176從其與狹槽826的接合移除。然后將擴孔鉆穩定器1000從穿孔804拉出。接著將擴孔鉆頭部66從切除關節空間22移除。
旋鈕952在與旋鈕952的旋轉方向相對的方向上旋轉,以將樞軸裝置固定到安裝件800a,從而使得底面954釋放其與安裝件1232的摩擦接合。樞軸裝置948向回樞轉到水平位置,并且通過在與使旋鈕1244旋轉以固定鎖定螺釘1242的方向相對的方向上旋轉旋鈕1244來松開安裝件1232的鎖定螺釘1242。當基板1202遠離患者的足部移動時安裝件1232沿著桿1226、1228滑動。
在鉆套管或插管仍布置在插管20與距骨14內的情況下,鉆孔引導組件1260以與上述相同的方式從其與基板1202的接合斷開。然后足部保持組件1200被移除,使得鉆孔引導組件1260、脛骨鉆孔引導件座架700、以及安裝板800a仍與患者的足部接合。用于保持脛骨鉆孔引導件座架700和安裝板800a的位置的k-線62被移除,并且然后,脛骨鉆孔引導件座架700與安裝板800a被移除。
如在圖80中示出的,在鉆套管或插管仍布置在跟骨20與距骨14內的情況下,k-線62插入通過一個或多個孔1282以將鉆孔引導組件1260固定到患者的足部。一旦鉆孔引導組件1260被固定,那么將用于將模塊化踝部假體的部件驅動到由擴孔鉆形成的髓內管中的工具插入通過由鉆孔引導組件1260保持的鉆孔引導件或插管。在reiley等的公開的美國專利no.7,534,246中描述了安裝假體的剩余部分。
前路手術(anteriorapproaches)
一旦利用脛骨切除引導件座架100與脛骨切除引導件132來切除患者脛骨16的下端并且利用距骨切除引導件座架102和距骨切除引導件166來切除患者的距骨14的上面以形成如圖15中所示的切除關節空間22,那么上述公開的系統與方法還可以適于經由前路手術而使髓內腔能夠形成在患者的脛骨中。在患者的脛骨中形成髓內通道的前路手術避免了鉆透患者的跟骨與距骨。
現在參照圖81-圖89,定制前擴孔引導件座架1400被示出為布置在切除關節空間22內。擴孔引導件座架1400由適于與立體光刻、選擇性激光燒結等制造設備結合使用的類型的彈性聚合物材料形成。
擴孔引導件座架1400包括本體1402,該本體具有構造為與抵靠形成在切除距骨的上面上的平面配合的下面1404。上面1406包括構造為與利用脛骨切除引導件166作出的切口相應的一對相對傾斜表面1408。
配合部分1410從上面1406延伸并且包括與患者的脛骨16的表面互補的共形骨接合表面1412。配合部分1410限定孔1414、1416,孔1414、1416被定尺寸并且構造為接收k-線62以將擴孔引導件座架1400固定到距骨14。上面1406還限定開口1418,通過開口1418可以容納擴孔鉆頭部66。
本體1402還包括后壁1420與一對相對的側壁1422、1424,側壁1422、1424利用上壁1428與下壁1430限定腔體1426。在一些實施方式中,上壁1428與側壁1422、1424之間的相應界面包括用于適當地定位插入件1440的倒角1432、1434或其它幾何特征。
如在圖82、圖84和圖85中最佳示出的,插入件1440具有與由擴孔引導件座架1400限定的腔體1426的內部幾何形狀互補的整體形狀,并且可以由比擴孔引導件座架1400更加耐用的諸如例如金屬材料的材料制造而成。特別地,插入件1440包括下面1442、上面1444、側表面1446、1448、以及前面1450。如下面更加詳細描述的,上面1444限定開口1452(圖85),擴孔鉆頭部66可以通過開口142被容納。
前面1450還限定開口1454,其尺寸設計為使得擴孔鉆頭部66可以容納在開口1454內。開口1452和1454彼此連通,使得插入在開口1454內的擴孔鉆頭部可以經由開口1452、1454之間的內部連通而容納在開口1452內。在一些實施方式中,開口1454小于擴孔鉆頭部66的尺寸,但是允許外科醫生接近布置在開口1454內的擴孔鉆頭部66,從而使得擴孔鉆頭部66可以結合到擴孔鉆驅動桿65。
傾斜前面1456布置在前面1450與下面1442之間。傾斜前面1456限定從傾斜前面1456延伸到內室1562的底面1460的通路1458。通路1458被定尺寸并且構造為接收柔性擴孔鉆。
在操作中,將擴孔引導件座架1400插入到切除接合空間22中。上面1406的傾斜表面1408、1410與共形骨接合表面1414將擴孔引導件座架1400準確地定位在切除關節空間22內。
擴孔鉆頭部66插入到由插入件1440的上面1452限定的開口1452中。插入件1440插入到腔體1428中直到由插入件1440的上面1444限定的開口1452與由擴孔引導件座架1400的上面1420限定的開口1420對直。擴孔鉆桿65插入到由傾斜前面1456限定的通路1458中并且結合到布置在開口1452內的擴孔鉆頭部66。外科醫生可以將一個或多個工具插入到開口1454中以將擴孔鉆頭部66固定到擴孔鉆桿65。然后擴孔鉆頭部66可以前進到患者的脛骨16中。
在一些實施方式中,擴孔鉆穩定器1000被用于與擴孔引導件座架1400和插入件1440連接。例如并且如圖87-圖89中示出的,在擴孔鉆頭部66與擴孔鉆本體65一起裝配在布置在切除關節空間22內的擴孔引導件座架1400與插入件1440的結構內的情況下,擴孔鉆穩定器1000結合到穩定器驅動桿65。為使擴孔鉆穩定器1000結合到穩定器驅動桿65,直到驅動桿65容納在限定在穩定器本體1002的遠端1004處的缺口1018內,穩定器本體1002的遠端1004才插入到由插入件1440的前面1450限定的開口1454中。
如在圖89中最佳看到的,致動引導組件1052使得擴孔鉆孔引導件本體1054與缺口1018封裝并且包圍擴孔鉆驅動桿65。通過將在遠側方向上推動柱塞桿1086與樞軸桿1074的向下壓力(即在遠側方向上的壓力)施加到頭部1102來致動引導組件1052。柱塞桿1086與樞軸桿1074在遠側方向上的移動迫使擴孔鉆引導件本體1054圍繞孔1056樞轉,擴孔鉆引導件本體1054通過銷1042固定到穩定器本體1002。當擴孔鉆引導件本體1054圍繞孔1056樞轉時,樞軸桿1074的遠端1078可以在近端1084處相對于孔1080向外彎曲。
鎖定組件1122構造為利用擴孔鉆驅動桿65將引導組件1052自動地鎖定在其接合位置中。如上所述,通過偏壓件1152在朝向頭部1102的方向上推動鎖定按鈕1124,使得當頭部1102的傾斜表面1110布置在鎖定按鈕1124的傾斜表面1138下方時,鎖定按鈕1124在頭部1102上方滑動以保持擴孔鉆65與擴孔鉆引導件本體1054的凹入引導表面1058的接合。
擴孔鉆65、66在由擴孔鉆穩定器1000支撐的同時前進到脛骨16中以形成擴孔的髓內通道,擴孔鉆穩定器1000保持擴孔鉆65、66前進到脛骨16中的方向并且防止擴孔鉆65、66在脛骨16內偏移。
一旦髓內通道被擴孔到期望的深度,那么直到擴孔鉆頭部66容納在由擴孔引導件座架1400的上面1406限定的開口1420內和/或在由插入件1440限定的上面1444限定的開口1452內,才通過髓內通道取回擴孔鉆65、66。然后將擴孔鉆穩定器1000從其與擴孔桿65的接合移除。
為使擴孔鉆穩定器1000從其與擴孔鉆桿65的接合脫離,沿著遠離頭部1102的方向推動鎖定按鈕1124直到鎖定按鈕1124容納在由穩定器本體1002限定的腔體1010內。當鎖定按鈕1124不與頭部1102接觸或者另外地阻止頭部1102在近側方向上移動時,布置為與頭部1102的遠端1106對接接觸的引導組件1052的偏壓件1120,致使頭部1102、柱塞桿1086、以及樞軸桿1074在近側方向上移動。由于樞軸桿1074與擴孔鉆引導件本體1054之間的交叉固定接合,頭部1102、柱塞桿1086、以及樞軸桿1074的近側移動致使擴孔鉆引導件本體1054圍繞銷1048旋轉。在引導組件1054與擴孔鉆脫離接合的情況下,拉動擴孔鉆穩定器1000脫離由插入件1440的前面1450限定的開口1454。
如本領域中的普通技術人員將會理解的,擴孔引導件座架與插入件的尺寸與形狀可以改變。例如,圖90-圖94示出了擴孔引導件座架1500與插入件1540的另一個實施方式。如圖90和圖92中所示,擴孔引導件座架1500的本體1502具有構造為與抵靠形成在切除距骨的上面上的平面配合的下面1504。上面1506包括構造為與利用脛骨切除引導件166作出的切口相應的一對相對傾斜表面1508。
配合部分1510從上面1506延伸并且包括與患者的脛骨16的表面互補的共形骨接合表面1512(圖92)。孔1514、1516由配合部分1510限定并且被定尺寸并且構造為接收k-線62以將擴孔引導件座架1500固定到距骨14。上面1508還限定開口1518,通過開口1518可以容納擴孔鉆頭部66。
本體1502還包括后壁1520(圖92)以及一對相對側壁1524、1526,一對相對側壁1524、1526利用上壁1528與下壁1530(圖90和圖92)限定腔體1526。上壁1528與側壁1524、1526之間的相應界面包括用于適當地定位插入件1540的倒角1432、1434或其它幾何特征。向內凸起結構1538從側壁1524延伸。
如在圖91中最佳示出的,插入件1540具有三角楔形形狀,使得其能夠容納在向內凸起結構1538與擴孔引導件座架1500的下壁1530之間。插入件1540包括下面1542、上面1544、側表面1546、1548(圖94)、以及前面1550。傾斜前面1556布置在前面1550與下面1542之間并且限定從傾斜前面1556延伸到上面1544的通路1558。通路1558被定尺寸并且構造為接收柔性擴孔鉆桿65。
如圖93和圖94中示出的,擴孔鉆穩定器1000容納在插入件1540附近的腔體1526內,以使擴孔鉆穩定器1000抵靠向內凸起結構1536與插入件1540。如上所述,當擴孔鉆65、66前進到患者的脛骨16中時,擴孔鉆穩定器1000使擴孔鉆65、66穩定。
在圖95-圖100中示出了前擴孔引導件座架的另一個實施方式。擴孔引導件座架1600包括本體1062,該本體1062具有構造為與抵靠形成在切除距骨14的上面上的平面配合的下面1604(圖96)。下面1606包括構造為與利用脛骨切除引導件166作出的切口相應的一對相對傾斜表面1608(圖99和圖100)。
配合部分1610從上面1606延伸并且包括與患者的脛骨16的表面互補的共形骨接合表面1612。孔1614、1616由配合部分1610限定并且被定尺寸并且構造為接收k-線62以將擴孔引導件座架1600固定到距骨14。上面1606還限定開口1618,通過開口1618可以容納擴孔鉆頭部66。
本體1602還包括前面1622和限定與開口1620連通的通路1626的傾斜前面1624。通路1626構造為容納待結合到布置在開口66內的擴孔鉆頭部66的柔性擴孔鉆驅動桿65。
公開的系統和方法有利地使用根據患者解剖學定制生產的外科手術儀器、引導件和/或固定件,以在外科手術過程中減少熒光檢查法的使用。在某些情況下,可以完全地取消在外科手術過程中使用熒光檢查法。定制的儀器、引導件和/或固定件通過在外科手術前利用計算機斷層掃描器(“ct”)、磁共振成像機(“mri”)等醫學成像技術來使患者的解剖成像形成,并且利用這些圖像以形成患者特定的儀器、引導件和/或固定件。
盡管已經根據示例性實施方式描述了本發明,但是本發明不限于此。此外,所附權利要求應該被廣義地理解,以包括本發明的其它變型與實施方式,在不偏離本發明的等效范圍與范疇的情況下,本領域的技術人員可以做出本發明的其它變型與實施方式。