专利名称：用于整形外科手术的往复式锉刀的制作方法
技术领域：
本发明整体涉及用于进行整形外科关节置换手术的整形外科器械，更具体地讲涉及用于进行整形外科关节置换手术的往复式锉刀。
背景技术：
在患者的一生中，由于(例如)疾病或创伤原因，可能需要对患者进行全肩关节置换手术。在全肩关节置换手术中，利用具有假体头部的肱骨部件置换患者原来的肱骨的头部。肱骨部件通常包括植入患者肱骨髓腔内的细长杆。在这种全肩关节置换手术中，肩胛骨的天然关节盂面被重建或以其他方式置换成提供支承表面的关节盂部件，使得肱骨部件的假体头可关节连接在该支承表面上。如上文所提及的，在存在多种病症中任何一种的情况下，可能需要进行肩关节置换手术。一种这样的病症是因(例如)盂肱关节炎而使患者肩胛骨在靠近关节盂面的区域出现恶化。出现这种病症时，通常会在关节盂面后部观察到患者肩胛骨侵蚀现象。这种肩胛骨侵蚀会增加采用常规关节盂部件进行治疗(如果还有可能进行治疗的话)的难度。治疗这种病症的一种方式是采用通常被称为增强关节盂部件的改进关节盂部件。增强关节盂部件具有比相应的前缘更厚的后缘。需要不时进行翻修手术以置换关节盂部件。在这种翻修手术中，通过外科手术移除以前植入的关节盂部件，并在患者关节盂内植入置换关节盂部件。髁突下板 (subcondylar plate)可能会在翻修手术后损坏或缺损。翻修手术还会在肩胛骨的关节盂穹窿的松质骨内造成缺陷，一些缺陷可能相当大。进行翻修手术之后，很难用肩胛骨关节盂穹窿上剩余的有限骨骼固定翻修关节盂部件。已经开发出包括金属背衬的穹窿填充翻修关节盂部件，该背衬延伸进(即“填充”)关节盂穹窿以代替缺损的骨骼。接着，将通常由聚乙烯(如UHMWPE)或诸如陶瓷或金属之类其他材料制成的支承部件固定到植入的金属背衬上，以形成可将肱骨部件的近端(如假体头部)关节连接到其上的支承表面。在关节盂外科手术中，通常利用诸如旋转球形或环形铰刀之类简单的外科器械制备关节盂面。由于传统的关节盂部件(即非增强关节盂部件或穹窿无填充关节盂部件)通常具有弯曲或平坦的均勻背面几何形状，其使得关节盂制备相当简单，因此该器械已经足
4够。然而，使用具有复杂背面几何形状的关节盂部件(如增强关节盂部件或穹窿填充关节盂部件)使骨骼制备更加困难。外科医生在实施徒手技术时不得不组合使用铰刀、骨锯和锉刀，并且需要经常中断操作，以对植入这些复杂的部件进行术中评价。类似病症会出现在患者髋骨的髋臼内。也就是说，由于(例如)关节炎，会导致患者髋骨在靠近髋白的区域出现恶化。这种髋骨侵蚀会增加采用常规髋白部件进行治疗(如果还有可能进行治疗的话)的难度。治疗这种病症的一种方式是使用髋白增强部件置换病变或损坏的骨骼组织。
发明内容
根据一个方面，增强关节盂部件包括位于该部件后侧的支座。该增强关节盂部件还包括具有翅片的锚栓和多个稳定栓。根据另一个方面，往复式锉刀使得能对骨骼进行植入具有这种复杂几何形状的增强关节盂部件所必须的外科手术制备。利用锉刀使得能用单种器械以及在一个精确有效的步骤中制备后关节盂。在示例性实施例中，往复式锉刀包括轴，该轴具有能装配进往复式电动工具的末端。位于轴另一端的切割头具有与增强关节盂部件的支座相匹配的几何形状。锉刀的切割头盖满齿状物。当切割头以往复运动推进到关节盂的骨骼组织内时，所述齿状物研磨骨骼， 从而逐渐形成接纳所述增强关节盂部件所需的形状。往复式锉刀还包括对齐构件，用于在整形外科手术过程中接纳导销。在示例性实施例中，对齐构件体现为固定到锉刀轴上的一对导向环。锉刀还包括深度挡块，当切割头已经到达所需深度时，该挡块在关节盂的前表面上触底。根据另一个方面，穹窿部件包括形成楔形主体的多个倾斜的侧壁。穹窿关节盂部件包括腔体和用于接纳骨螺钉的多个螺孔，以将该部件固定到患者肩胛骨的骨骼组织。根据另一个方面，往复式锉刀使得能对骨骼进行植入具有这种复杂几何形状的穹窿关节盂部件所必须的外科手术制备。利用锉刀使得能用单种器械以及在一个精确有效的步骤中制备关节盂穹窿。在示例性实施例中，往复式锉刀包括轴，该轴具有能装配进往复式电动工具的末端。位于轴另一端的楔形切割头具有与楔形穹窿关节盂部件相匹配的几何形状。锉刀的切割头盖满齿状物。当切割头以往复运动推进到关节盂的骨骼组织内时，齿研磨骨骼，从而逐渐形成接纳穹窿关节盂部件所需的楔形。往复式锉刀还包括对齐结构，用于在整形外科手术过程中接纳导销。在示例性实施例中，对齐构件体现为形成于锉刀轴内的细长的对齐孔。在锉刀轴内形成多个观察窗，以允许在将导销设置在对齐孔内时使导销可视。根据另一个方面，髋白增强部件包括形成二分之一半球形主体的弯曲外表面。髋臼增强部件包括腔体和用于接纳骨螺钉的多个螺孔，以将该部件固定到患者髋骨的骨骼组织。根据另一个方面，往复式锉刀使得能对骨骼进行植入具有这种复杂几何形状的髋臼增强部件所必须的外科手术制备。锉刀的使用使得能准确且有效地制备患者的髋臼。
在示例性实施例中，往复式锉刀包括可移除的轴，该轴具有可配合进往复式电动工具的末端。作为另外一种选择，该轴可用作手动工具。可以将二分之一半球形切割头连接到可移除的轴另一端。切割头具有与髋臼增强部件相匹配的几何形状。锉刀的切割头盖满齿状物。当切割头以往复运动推进到髋白的骨骼组织内时，齿研磨骨骼，从而逐渐形成接纳髋白增强部件所需的复杂形状。往复式锉刀还包括对齐结构，用于在整形外科手术过程中将锉刀与测试器械对齐。在示例性实施例中，对齐构件体现为形成于锉刀切割头内的细长凹槽，以接纳测试器械的细长舌状物。
特别参照下图进行详细说明，其中图1为增强关节盂部件的透视图；图2和3为图1的增强关节盂部件的侧视图；图4为整形外科手术中用于植入图1的增强关节盂部件的往复式锉刀的透视图；图5为图4的往复式锉刀的切割头的正视图；图6为图4的往复式锉刀的侧视图；图7为示出导销的透视图，该导销在整形外科手术过程中插入患者关节盂，以植入图1的增强关节盂部件；图8为类似于图7的视图，示出了在锉磨患者关节盂过程中图4-6的往复式锉刀；图9为类似于图8的视图，示出了在用图4-6的往复式锉刀锉磨之后的患者关节孟；图10为穹窿关节盂部件的透视图；图11为图10的穹窿关节盂部件的另一侧的透视图；图12为整形外科手术中用于植入图10的穹窿关节盂部件的往复式锉刀的透视图；图13为图12的往复式锉刀的切割头的正视图；图14为图12的往复式锉刀的侧视图，其中一部分被移除以示出锉刀的对齐孔；图15为示出导销的透视图，该导销在整形外科手术过程中插入患者关节盂，以植入图10和11的穹窿关节盂部件；图16为类似于图15的视图，示出了在锉磨患者关节盂过程中图12-14的往复式锉刀；图17为类似于图16的视图，示出了在用图12-14的往复式锉刀锉磨之后的患者
关节盂；图18为髋臼增强部件的平面图；图19为图18的髋臼增强部件的侧正视图；图20为图18的髋臼增强部件的透视图；图21为整形外科手术中用于植入图18-20的髋臼增强部件的往复式锉刀的切割头的透视图；图22为图21的往复式锉刀的切割头的横截面图23为图21的往复式锉刀的切割头的平面图；图M为用于进行采用图21-23的往复式锉刀的外科手术的测试器械的透视图；图25为可移除轴的侧正视图，该轴可以选择性地连接到图21-23的往复式锉刀的切割头；图沈为图25的可移除轴的横截面图；图27和观为示出连接到往复式锉刀的切割头的可移除轴的横截面图，应当注意， 为清楚起见，横截面图中未示出可移除轴的销；图四为示出患者髋臼的透视图，所示髋臼已经在整形外科手术过程中用球形铰刀铰削以植入图18-20的髋臼增强部件；图30为类似于图四的视图，示出了插入患者被铰削的髋臼内的图M的测试器械；图31和32为类似于图四的视图，示出了锉磨患者髋臼过程中图21-23的往复式锉刀；图33为类似于图四的视图，示出了用图21-23的往复式锉刀锉磨之后的患者髋臼；图34为类似于图四的视图，示出了植入患者髋臼的髋臼增强部件；图35为整形外科手术中用于植入图18-20的髋臼增强部件的另一种往复式锉刀的平面图；图36为图35的往复式锉刀的侧视图；图37为示出患者髋臼的透视图，所示髋臼已经在整形外科手术过程中用球形铰刀铰削以植入图18-20的髋白增强部件，应当注意，测试器械已经插入铰削过的髋臼内；图38为类似于图37的视图，示出了锉磨患者髋臼过程中图35和36的往复式锉刀；图39为类似于图35的视图，但示出了用于将锉刀连接到手动工具或电动工具的另一种连接机构；图40为类似于图21的视图，但示出了用于将锉刀连接到手动工具或电动工具的另一种连接机构；图41为手动工具的另一个实施例的侧视图；图42为可用作手动工具或电动工具的卡盘的阴螺纹连接器的局部透视图；图43为可用作手动工具或电动工具卡盘的另一个阴螺纹连接器的局部侧正视图；图44为图43的阴螺纹连接器沿图43的44_44线截取并以箭头方向观察时的横截面图；图45为图43的阴螺纹连接器沿图43的45_45线截取并以箭头方向观察时的横截面图；图46为锉磨患者髋臼过程中与往复式锉刀一起使用的垫块的透视图；图47为图46的垫块的后正视图；图48为图46的垫块的前正视图；图49为图46的垫块的仰视图50为类似于图40的视图，但示出了具有带喇叭形开口端的细长凹槽的往复式锉刀；以及图51和52为类似于图四的视图，示出了在使用图46-49的垫块锉磨患者髋臼过程中的往复式锉刀。
具体实施例方式虽然本发明的概念易于具有各种修改形式和替代形式，但其具体示例性实施例已在附图中以举例的方式示出，并且将在本文中详细说明。然而应当理解，本文无意将本发明的概念局限为所公开的具体形式，而是相反，本发明的目的在于涵盖本发明的精神和范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。在本公开中有关本文所述的整形外科植入物和患者的自然解剖部分使用了表示解剖学参考的术语，例如前侧、后侧、内侧、外侧、上、下等。这些术语在解剖学和整形外科领域都具有公知的含义。除非另外指明，否则说明书和权利要求中使用的此类解剖参考术语旨在符合其公知的含义。现在参见图1-3，其中示出了增强关节盂部件10。增强关节盂部件10包括在其一端具有凹表面26的主体22。主体22的凹表面沈提供了天然的或假体肱头关节连接于其上的平滑的支承表面。支座M从主体22的前内侧面32背对凹表面沈向外延伸。支座M 的后内侧面观在前/后方向基本上是平的，而在上/下方向是圆的(即凸的)。前内侧面 32在所有方向是圆的(即凸的)，但可包括平坦部分，以满足给定设计的需要。侧面30从后内侧面观向前内侧面32垂直延伸。作为另外一种选择，侧面30可相对于后内侧面观和前内侧面32两者成一定角度。增强关节盂部件10还包括锚栓34。锚栓34从前内侧面32垂直伸出。锚栓34包括充当引入端的锥形头36，以有利于插入在患者肩胛骨关节盂面内钻出或以其他方式形成的孔内。关节盂部件10还包括多个稳定栓38。其中一个栓38从前内侧面32伸出，另一个栓38从支座M的后内侧面观伸出。三个稳定栓38中另一个从前内侧面32和支座M 两者伸出，即横跨支座M和前内侧面32。通常，稳定栓38比锚栓34短。此外，一些稳定栓 38(例如，从前内侧面32伸出的稳定栓)比另一些短，但也可以采用其他构型。稳定栓38 被接纳到在患者肩胛骨关节盂面内钻出或以其他方式形成的多个对应的孔内。在本文所述示例性实施例中，增强关节盂部件10体现为一体化的模制部件。也就是说，主体22、锚栓34和稳定栓38采用诸如聚乙烯之类的聚合物整体模制为一体。合适的聚乙烯的一个例子是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。除了聚合物之外，增强关节盂部件10 还可由陶瓷、金属或复合材料制成。这些材料的例子包括氧化铝、氧化锆和氧化铝-氧化锆复合物或复合材料。锚栓34包括多个径向翅片40。翅片40是可变形的。这允许锚栓34与在患者肩胛骨的关节盂面内钻出的锚孔贴合，但又阻止移除或“拔出”锚栓34。锚栓34上可包括任何数量或尺寸的径向翅片40。此外，虽然本文所述每个翅片40均具有相同外径尺寸，但应当理解，还可以想到采用其他构型。例如，翅片40可设置为锥形构型，其中翅片40的相应的外径从锚栓34远端向锚栓34近端逐渐增大(即相对于设置在锚栓34近端附近的环，设置在锚栓34远端的环具有较小的直径)。
翅片40被构造成当把锚栓34插入在患者关节盂内钻出的锚孔时略微变形。这种情况发生在翅片40被推入锚孔时，因为锚孔被钻成具有比锚栓34的轴直径略大、但又比翅片40的外径小的直径，从而使翅片40在被“推入”锚孔并与钻孔侧壁接触时发生变形。就像螺钉的螺纹提供了防止将螺钉从其拧入的材料中拔出的阻力一样，翅片40的这种变形也提供了防止将锚栓34从钻出的锚孔中拔出的阻力，从而将增强关节盂部件固定到肩胛骨。此外，在将增强关节盂部件10植入患者肩胛骨一段时间后，骨骼组织或其他类型组织会生长到翅片40之间的间隙内，从而进一步提供防止将锚栓34拔出钻孔的阻力。在植入关节盂部件10之后，稳定栓38可以防止增强关节盂部件10相对于肩胛骨产生旋转或其他类型的运动。每个稳定栓38的远端都具有充当引入端的锥形顶端，以有利于将稳定栓38插入在患者肩胛骨的关节盂面内钻出的相应稳定孔。稳定栓38可以在主体22上以任何取向布置，以满足增强关节盂部件给定设计的需要。此外，应当理解，可采用任何数量的稳定栓38来满足增强关节盂部件给定设计的需要。这种变型的例子在共同拥有的美国专利No. 6，699，289中示出，藉此将该专利全文以引用的方式并入本文。现在参见图4-6，图中示出了往复式锉刀50，该锉刀可用于外科手术制备患者关节盂，以有利于植入与增强关节盂部件10相关的复杂几何结构。锉刀50包括锥形轴52，锥形轴具有配合进往复式电动工具100的卡盘的近端54(参见图7和8)。往复式锉刀50还包括固定到轴52的相对的远端56的切割头58。如下文将更详细讨论的，切割头58的几何形状与增强关节盂部件10的支座M的几何形状一致。往复式锉刀50的切割头58包括多个切割齿60。当以往复运动将锉刀50推进到与患者肩胛骨的关节盂面接合时，往复式锉刀50的切割齿60研磨或以其他方式切割肩胛骨的骨骼组织，从而逐渐形成具有接纳增强关节盂部件10的支座M所需的几何形状(即形状)的凹口。切割头58包括大致为D形(即半椭圆形)的侧表面或背侧表面62。与侧表面62 相对的是导向切割面64。切割头58的导向切割面64类似于增强关节盂部件10的支座M 的后内侧面观的形状。也就是说，导向切割面64在前/后方向基本上是平的，而在上/下方向是圆的(即凸的)。导向切割面64由多个切割齿60的外表面限定。基本上平的光滑前侧壁66从切割头58的侧表面62向上延伸到导向切割面64。如图4所示，前侧壁66没有切割齿。弯曲的侧壁68从切割头58的侧表面62向上延伸到导向切割面64。曲面后侧壁68从前侧壁66 —端向另一端延伸，并且限定了通常采用D形设计的切割头的弯曲后部。 类似导向切割面64，后侧壁68由多个切割齿60的外表面限定。往复式锉刀50还包括对齐构件，如下文更详细讨论的，该构件将锉刀50与导销对齐。对齐构件可体现为多种不同结构中任何一种，其被构造为与外科手术植入的导销配合， 以将锉刀50的切割头58定位在相对于导销的所需位置内。可充当对齐构件的结构的例子包括一个或多个套筒、环、中空凸起部、圆柱体、导向器、吊钩或能够接纳导销的任何其他类似结构。在本文所述示例性实施例中，对齐构件体现为一对环70和72。如图4所示，环70 邻近锉刀切割头58的前侧壁66设置。在本文所述示例性实施例中，环70形成于前侧壁66 内，但也可体现为以焊接或其他方式固定到锉刀50上的单独部件。前侧壁66还包括形成于其中的曲面槽74。当导销进入环70时，曲面槽74为导销提供了间隙。
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环72位于锉刀的锥形轴52上介于其近端M和其远端56之间的位置。类似于环 70，环72可以与锉刀的锥形轴52成形为一体，或者可体现为以焊接或其他方式固定到轴52 上的单独部件。环70和72各自都可具有合适的尺寸与形状，以允许锉刀50自由地往复运动，同时锉刀50固定在导销上以保持锉刀50所需取向。如图4所示，环70和72的中心点位于单条线76上，该线平行于锉刀的锥形轴52的纵向轴线78，并与其间隔开来。因此，导向轴线76与该锥形轴的轴线78错开。偏移量可以变化，并且不但与锉刀的尺寸/形状有关，而且部分地与设置导销所用外科手术器械和方法有关。往复式锉刀50还包括固定到锉刀切割头58上的深度挡块80。如下文更详细描述的，深度挡块80在患者关节盂的铰削前表面上触底，以确保将后关节盂面制备到相对于前关节盂面的所需深度。换句话讲，深度挡块80使外科手术制备的前关节盂面和后关节盂面之间形成空间关系(即深度)，这种空间关系与关节盂部件的支座M的后内侧面观和其前内侧面32之间的距离相匹配。该距离由从支座的后内侧面观向增强关节盂部件10的前内侧面32垂直延伸的侧表面30的高度限定。类似于上述对齐构件，深度挡块80可体现为多个不同结构。例如，深度挡块80可体现为一个或多个凸块、条、凸缘和其他类似结构，该结构被构造成在患者关节盂的前表面上触底，以防止切割头58进一步穿透患者关节盂的后表面。在本文所述示例性实施例中， 深度挡块80体现为大致D形的条，该条的末端固定到锉刀切割头58的前侧壁66。该构型形成窗口 82，外科医生可透过该窗口观察患者的关节盂表面，而外科医生视线不会被深度挡块80遮挡。现在参见图7-9，图中示出了一种外科手术，该外科手术利用往复式锉刀50制备患者关节盂84，以植入增强关节盂部件10。该外科手术从术前规划开始，在该步骤中，除了别的以外，在将扫描机架垂直于关节盂平面和肩胛骨平面设置的情况下，获得薄层(Imm) 轴位CT扫描图像。获得关节盂中纬线正下方的单个轴向层面，以测量关节盂扭转。然后可以针对患者情况进行后倾校正。当术前规划结束后，解剖并收缩患者的软组织，以允许进入关节盂。通常实现对骨性关节盂的完全(即360° )暴露。如图7所示，接着以允许所需量的后倾校正的取向将导销86插入关节盂84的中心。这可以利用多个不同销设置装置中的一种实现。导销86可以在沿其长度的位置内具有刻痕，以允许受控地断裂，从而在插入之后调节导销86的长度。具体地讲，在手术中的任何时间点，可以通过在刻痕正上方设置手柄，并在同一刻痕正下方设置针驱动器，并且在刻痕处弯曲导销86，从而使导销86的长度减小至更可取的长度。在本文所述示例性的手术中，导销86从关节盂侧向伸出两至三英寸。接着可以将定径销导向器(未示出)设置为套在导销86上。定径销导向器用来根据患者关节盂确定增强关节盂部件的最佳尺寸。通常，在不伸出骨骼表面周边的情况下， 所需尺寸的增强关节盂部件尽量多地覆盖关节盂面。接着以典型方式对患者关节盂84的前表面88进行铰削。具体地讲，使用套在导销86上的球形铰刀(未示出)对关节盂的前表面88进行铰削，以形成从关节盂84的上缘 (即12点方向)至关节盂84的下缘(即6点方向)的均勻凹面。该铰削面90是通过外科手术制备的最终表面，其在植入增强关节盂部件10时接触增强关节盂部件10的前内侧面 32。应当理解，如果所用球形铰刀小于增强关节盂部件10的上/下维度，前关节盂的上方和/或下方会保留少量骨骼。这部分剩余的骨骼可用周边铰刀(未示出)移除。作为另外一种选择，可使用手锉(未示出)移除剩余骨骼。图7示出了患者的前关节盂84的铰削面 90。接着可以将深度规(未示出)设置为套在导销86上。确定深度规背面与制备的前关节盂面90之间的接触和适形情况。如果外科医生不满意接触与适形情况，可以接着进一步制备骨骼。经深度规插入深度探针(未示出)，可以测量后关节盂缺陷的最大深度。在一个示例性器械中，深度规后半部内设置有三个孔，从而可以评价三个不同的位置及其相应的深度。在大多数情况下，缺陷的最大深度在关节盂的后下象限内。这种评价使得可以进行植入物选择(即，选择具体尺寸的增强关节盂部件10)。例如，如果最大深度为3mm或更小，则需要具有3mm增量(即3mm厚的支座的增强关节盂部件10。如果测量的深度在3mm和5mm之间，则需要具有5mm增量的增强关节盂部件10。如果测量的深度在5mm和 7mm之间，则需要具有7mm增量的增强关节盂部件10。在本文所述示例性手术中，如果测量的深度大于7mm，则可能需要从患者关节盂84的前表面88上移除额外的骨骼。在这种示例性情况下，要移除额外骨骼的量等于最大缺陷减去7mm。接着将适当尺寸的后部制备导向器(未示出)设置为套在导销86上，以使得同心地紧密接触制备的前关节盂面90。导向器内的后窗口限定了待制备的关节盂84的后表面 94的边界，以接纳增强关节盂部件10的支座24，并且可用作模板，以使用无菌笔或bovie 刀标记这些边界。在标记出支座M的边界之后，通过外科手术制备后关节盂。开始时，可以用锯条或其他外科手术工具在患者关节盂84的中线内沿上/下方向形成槽92。形成的槽92平行于导向器的切割表面。槽92的深度取决于锯条上的刻痕。例如，对于3mm的增量，应推进锯条直至3mm的刻痕与后部制备导向器的侧表面处于同一水平为止。这样会在关节盂84 中心产生骨骼壁，其用作增强关节盂部件10的内侧面的前半部与后半部之间的垂直台阶， 即对应于增强关节盂部件10的侧面30的外科手术制备的表面。槽92在图7中示出。接着，可以用手锉(未示出)除去关节盂84的后表面94上任何硬的软骨下的骨骼。接着，从多个不同尺寸的锉刀50中选出尺寸与所选增强关节盂部件10的支座M 相匹配的往复式锉刀50，并用该锉刀完成后部制备。接着，将所选往复式锉刀50的锥形轴 52的近端M固定到往复式电动工具100的卡盘内。用卡盘夹住之后，将锉刀套在导销86 上推入。具体地讲，首先将导销86穿过靠近锉刀切割头58的导向环70，然后再穿过靠近锉刀的锥形轴52中部的导向环72。穿过导向环70和72推进导销86可以将锉刀切割头58 与关节盂84的后表面94上标出的边界(即关节盂84的后表面94上将通过外科手术制备以接纳增强关节盂部件10的支座M的部分)对齐。让导销86在导向环70和72内居中也可以控制(即引导)往复式锉刀50的轨线。如图8所示，在将往复式锉刀50套在导销86上后，外科医生启动往复式电动工具 100，并推进切割头58的导向切割面64，使其接触关节盂84的后表面94。当朝患者关节盂 84向内推进锉刀50时，锉刀50的往复运动会研磨并不断除去骨骼，直到深度挡块80的引导表面96 (参见图4-6)在患者关节盂84的铰削前表面90上触底。这确保锉磨的后关节盂面98被制备至相对于铰削的前关节盂面90所需的深度。当锉刀50的深度挡块80以这种方式接触关节盂84上的铰削前表面90时，对关节盂84的后部制备完成，即锉磨的后关节盂面98已制备完毕。接着从导销86上移除往复式锉刀50。应当理解，可采用多个不同尺寸的锉刀50来代替单个锉刀50完成对后关节盂面 98的锉磨。具体地讲，可采用多个尺寸逐渐增大的锉刀50制备所需的最终尺寸。例如，可以用具有相对较小切割头58的锉刀50进行初始锉磨。然后，可以使用一个或多个另外的具有不断增大的切割头58的锉刀50进行后续锉磨，以形成具有所需最终尺寸的较大腔体。将尺寸类似所选增强关节盂部件10的内侧面的骨骼制备评定器(未示出)设置为套在导销86上，用来确定对骨性表面的前铰削和后锉磨是否足以适形于所选增强关节盂部件10。骨骼制备评定器通常充分地同心接触制备的关节盂面。如果骨骼上的突出部分使得骨骼制备评定器无法完全就位，则可以将冲击器、捣棒或其他器械套在导销86上，并用来使制备的关节盂面更加适形。接着可以再次评价骨骼制备评定器的贴合性。根据所选增强关节盂部件10的支座M的台阶高度，将合适长度的中空中心钻 (未示出)套在导销86上。然后用该钻制备(即钻制)关节盂84，以接纳增强关节盂部件 10的锚栓34。推进中心钻，直到其在关节盂84的铰削前表面90上触底。在钻出用于锚栓 34的中心孔之后，利用拔销器或其他器械(未示出)抓住并取出导销86。将所选增强关节盂部件10专用的周边钻导向器(未示出)插入钻出的中心孔。然后在钻导向器辅助下钻出用于稳定栓38的孔。将植入试件(未示出)置于制备的关节盂内，并评价其贴合性。通常期望试件内侧与制备的骨骼表面之间充分地同心接触。如果不是这样，则可以重复前面的一些或全部骨骼制备步骤。如果贴合性足够，则取出试件。利用关节盂制备过程中获得的微小颗粒骨制备“骨泥”。将骨泥放入增强关节盂部件10的锚栓34的翅片40之间，以有利于组织一体化。将骨水泥(例如PMMA基骨水泥) 放入所制备的关节盂84的周边孔(即用于稳定栓38的孔)内，并用指尖压实。然后插入增强关节盂部件10，并利用关节盂冲击器(未示出)使关节盂部件10就位，直到完全接触关节盂84周边为止。保持在植入部件10上的压力直至骨水泥硬化。现在参见图10和11，图中示出了穹窿填充(或简单地说“穹窿”)关节盂部件110。 穹窿关节盂部件110包括具有基本上平坦的侧表面114的大致楔形的金属主体112。主体 112具有远离侧表面114向内侧延伸的前表面116和后表面118。前表面116和后表面118 在圆形内侧面120处配合。上表面122和下表面124也远离侧表面114向内侧延伸，并在圆形的或尖的内侧面120处配合。穹窿关节盂部件110的主体112具有形成于其中的腔体126。如下文将更详细讨论的，在将穹窿关节盂部件110植入患者关节盂之后，可以将凹的聚合物支承物或凸的金属或陶瓷头固定至穹窿关节盂部件110。这两个部件(即支承物和金属头)都包括设置和锁定在腔体126内的锁紧结构。如图11所示，在穹窿关节盂部件110的下表面124内形成成角度的螺孔128。螺孔1 通向腔体126。在圆形内侧面120内形成另一个螺孔130，该螺孔同样通向腔体126。 如下文将更详细讨论的，将骨螺钉顶端穿过腔体126插入螺孔1 和130，然后拧入骨骼组织，以将穹窿关节盂部件110固定到患者肩胛骨。穹窿关节盂部件110由植入级金属(例如，不锈钢、钴铬合金或钛)制成，但也可以采用其他金属或合金。此外，穹窿关节盂部件的骨骼接触表面具有设置在其上的多孔材
12料132。具体地讲，前表面116、后表面118、内侧面120、上表面122和下表面IM涂覆有多孔材料132，而侧表面114则没有这种多孔材料。多孔材料132为各种整形外科部件中常用的类型，用来促进骨骼组织内生到部件中。现在参见图12-14，图中示出了往复式锉刀150，该锉刀可用于外科手术制备患者关节盂，以有利于植入与穹窿关节盂部件Iio相关的复杂几何结构。锉刀150包括具有近端154的锥形轴152，近端巧4就像上述锉刀50中那样可配合进往复式电动工具100的卡盘中(参见图15和16)。往复式锉刀150还包括固定到轴152的相对的远端156的楔形切割头158。如下文将更详细讨论的，切割头158的几何形状与穹窿关节盂部件110的楔形几何形状一致。往复式锉刀150的切割头158包括多个切割齿160，其几何形状与上述往复式锉刀50的切割齿60的相似。当以往复运动将锉刀150推进到与患者肩胛骨的关节盂穹窿接合时，往复式锉刀150的切割齿160研磨或以其他方式切割肩胛骨的骨骼组织，从而逐渐形成具有接纳楔形穹窿关节盂部件110所需的几何形状(即形状)的腔体。切割头158包括侧表面162，其形状和尺寸与穹窿关节盂部件110的侧表面114的非常类似。切割头158还包括前切割面164和后切割面166，其中前切割面164的形状和尺寸类似于穹窿关节盂部件110的前表面116，后切割面166的形状和尺寸类似于穹窿关节盂部件110的后表面118。切割面164和166朝远离切割头的侧表面162的方向伸出，并在圆的导向切割面168处配合，其中圆形导向切割面168的尺寸和形状类似于穹窿关节盂部件 110的圆形内侧面120。上切割面170和下切割面172也远离切割头的侧表面162向内侧延伸，并在导向切割面168处配合。上切割面170和下切割面172的尺寸和形状分别类似于穹窿关节盂部件110的上表面122和下表面124。切割面164、166、168、170和172由其切割齿160的外表面限定。类似于上文结合图1-9所述的往复式锉刀50，往复式锉刀150还包括在外科手术过程中将锉刀150与导销186对齐的对齐构件或结构，如下文将更详细讨论的。对齐构件或结构可以体现为多种不同结构或开口中的任何一种，其被构造成与经外科手术插入的导销186配合，以将锉刀150的切割头158设置在相对于导销186的所需位置。可充当对齐构件的结构的例子包括一个或多个套筒、环、中空凸起部、圆柱体、导向器、吊钩，或能够接纳导销的任何其他类似结构。在本文所述示例性实施例中，对齐构件或结构体现为细长的孔174，该孔穿过切割头158延伸进入轴152(参见图14)。如图13和14所示，对齐孔174的一端176被限定在 (即贯穿)切割头158的导向切割面168内。具体地讲，切割头158的导向切割面168具有形成于其中的大致V形的凹口 178。对齐孔174的末端176通向凹口 178。凹口 178为导销提供了间隙，并在插入销的过程中充当导销的引入端。对齐孔174的相对端180位于锉刀的锥形轴152内处于其近端巧4和其远端156 之间的位置。末端180大致位于轴152中部，该轴在该处附近向其直径较小的近端IM渐缩。如图14所示，对齐孔174的中心线和往复式锉刀150的纵向轴线位于同一条线上。锥形轴152包含对齐孔174的部分具有多个限定在其中的狭槽开口或“观察窗” 182。观察窗182使得外科医生能在导销被接纳到对齐孔174内时使导销可视。这样， 外科医生可以确保导销不会在形成对齐孔174的内端180的曲面侧壁上触底。类似于上述往复式锉刀50，穹窿往复式锉刀150可体现为具有深度挡块(未示出)。通过与上文所述类似的方式，该深度挡块在患者关节盂表面上触底，以确保患者的关节盂面被制备成所需深度。穹窿往复式锉刀150的深度挡块可体现为多种不同结构。例如， 深度挡块可体现为一个或多个凸块、条、凸缘和其他类似结构，该结构被构造成在患者关节盂表面上触底，以防止切割头158进一步穿透。在示例性实施例中，深度挡块可体现为大致 D形的条(类似于锉刀50的深度挡块80)，该条的末端固定到锉刀的切割头158。该构型形成窗口，外科医生可透过该窗口观察患者的关节盂面，同时外科医生视线不会被深度挡块遮挡。现在参见图15-17，图中示出了一种外科手术，该手术利用往复式锉刀150制备患者关节盂184，以植入穹窿关节盂部件110。外科手术从术前规划开始，在此步骤中，除了别的以外，获得CT扫描图像，以规划穹窿关节盂部件110的设置位置和取向。如果穹窿关节盂部件110作为翻修手术的一部分被植入，可以省略CT扫描，或代之以另一种检测技术。当术前规划结束后，解剖并收缩患者的软组织，以允许进入关节盂。通常实现对骨性关节盂的完全(即360° )暴露。如图15所示，接着以允许正确设置穹窿关节盂部件110中心的取向将导销186插入关节盂184。这可以利用多个不同销设置装置中的一种实现。导销186可以在沿其长度的位置内具有刻痕，以允许受控地断裂，从而在插入之后调节导销186的长度。具体地讲， 在手术中的任何时间点，可以通过在刻痕正上方设置手柄，并在同一刻痕正下方设置针驱动器，并且在刻痕处弯曲导销186，从而使导销186的长度减小至更可取的长度。在本文所述示例性的手术中，导销186从关节盂侧向伸出两至三英寸。接着可以将穹窿定径销导向器(未示出)设置为套在导销186上，并用导向器确定适合患者关节盂的穹窿关节盂部件110的最佳尺寸。穹窿定径销导向器的周边限定了待制备关节盂184的边界，以接纳穹窿关节盂部件110。因此，可以将该导向器用作模板，以使用无菌笔或bovie刀标记这些边界。穹窿定径器内还形成狭槽，该狭槽在上/下方向沿定径器中心延伸。利用笔或bovie刀可以狭槽为模板标刻骨骼。如下文讨论的，将沿着用狭槽产生的标记在骨骼内形成初始槽。在标刻了穹窿关节盂植入物110的边界和初始槽位置之后，通过外科手术制备关节盂184。开始时，利用手术锉或其他外科手术器械在患者关节盂184内形成槽192，该槽在上/下方向延伸，并且大致对应于切割头158的导向切割面168的宽度(参见图15)。槽 192在关节盂184上没有硬的软骨下骨，从而有利于推进往复式锉刀150。接着，从多个不同尺寸的锉刀150中选出尺寸与所选穹窿关节盂部件110相匹配的往复式锉刀150，并用该锉刀完成关节盂制备。接着，将所选往复式锉刀150的锥形轴152 的近端巧4固定到往复式电动工具100的卡盘内。用卡盘夹住之后，将锉刀套在导销186上推入。具体地讲，将在锉刀的切割头158内形成的V形凹口 178套在导销186末端上推进， 以使得导销186进入对齐孔174，在对齐孔处外科医生可通过观察窗182对导销进行观察。 套在导销186上推进对齐孔174可以将锉刀切割头158与关节盂184上标出的边界(即通过外科手术制备以接纳穹窿关节盂部件110的关节盂184的部分)对齐。套在导销186上推进对齐孔174还可引导往复式锉刀150的往复轨线。如图16所示，在将往复式锉刀150套到导销186上之后，外科医生启动往复式电动工具100，并推进切割头158的导向切割面168，使其接触关节盂184。当朝患者关节盂184向内推进锉刀150时，锉刀150的往复运动研磨并继续移除骨骼，直到切割头158的侧表面162基本上与标记的边界以外的关节盂184的剩余骨骼(即，并不旨在被锉刀150移除的关节盂骨骼)齐平。当切割头158的侧表面162以这种方式与剩余骨骼齐平时，关节盂184完成锉磨制备，即已经完成对关节盂面196的锉磨(参见图17)。接着从导销186上移除往复式锉刀150。应当理解，可采用多个不同尺寸的锉刀150来代替单个锉刀150完成对关节盂面 196的锉磨。具体地讲，可采用多个尺寸逐渐增大的锉刀150制备所需的最终尺寸。例如， 可以用具有相对较小切割头158的锉刀150进行初始锉磨。然后，可以使用一个或多个具有不断增大的切割头158的另外的锉刀150进行后续锉磨，以形成具有所需最终尺寸的较大腔体。将尺寸类似所选穹窿关节盂部件110的几何形状的骨捣棒(未示出)设置为套在导销186上，并用其将骨移植物压实到关节盂穹窿壁内剩余的任何腔体内。由于其几何形状，骨捣棒也充当测试穹窿部件。接着从导销186中取出骨捣棒。然后，使用拔销器或其他器械(未示出)抓住并取出导销186。接着，将穹窿关节盂部件110插入锉磨的关节盂面196。使用关节盂冲击器(未示出)座置部件110，直到完全接触锉磨的关节盂面196的周边。接着，将钻导向器(未示出)插入植入的穹窿关节盂部件110的腔体126。钻导向器被构造成相对于穹窿关节盂部件Iio下表面124内形成的螺孔1 和圆的内侧面120内形成的螺孔130引导钻孔方向。在设置到植入的穹窿关节盂部件110的腔体126内之后， 外科医生使用钻导向器为待插入穹窿关节盂部件110内的两个螺钉钻制导向孔。取出钻导向器，并用螺丝刀将骨螺钉插入并座置于螺孔1 和130每一者内，从而将穹窿关节盂部件 110固定到患者肩胛骨的骨骼组织。接着用周边铰刀(未示出)移除任何周边骨骼。这样可以为将要安装到植入的穹窿部件110内的支承或假体头提供间隙。然后，可以将解剖支承试件(未示出)或关节盂安装板/凸形支承头(metaglene/glenosphere)组合试件(未示出)插入植入的穹窿关节盂部件110的腔体126内，以用于测试目的。在实现所需贴合性之后，取出测试部件，并将相应尺寸的植入物支承或假体头锁定到植入的穹窿关节盂部件110。现在参见图18-20，图中示出了髋臼增强部件210。髋臼增强部件210可植入患者髋部的髋白内，以置换病变或恶化的骨骼组织，从而有利于植入髋白杯。如下文将更详细讨论的，可以在外科手术制备骨骼组织的过程中使用多个往复式锉刀，以接纳髋白增强部件 210。髋白增强部件210包括具有基本上平坦的侧表面214的弯曲金属主体212。主体 212具有从侧表面214 —端向另一端延伸的弯曲内侧面220。主体212通常成形为二分之一半球形，即大致为半球形髋白杯形状的一半。髋白部件210的主体212具有形成于其中的腔体226。如下文将更详细讨论的，在将假体髋白杯植入患者髋白内之后，假体髋白杯被固定到腔体226内的髋臼增强部件210上。一对螺孔2 形成于髋臼增强部件210的侧表面214内。螺孔2 通向弯曲内侧面220。另一对螺孔230同样形成于弯曲内侧面220内，并且通向腔体226。如下文将更详细讨论的，将骨螺钉穿过螺孔2 和230，然后拧入骨骼组织，以将髋白增强部件210固定到患者髋骨。髋臼增强部件210由植入级金属(例如，不锈钢、钴铬合金或钛)制成，但也可以采用其他金属或合金。在本文所述示例性实施例中，髋白增强部件210体现为多孔金属结构。因此，髋白增强部件210外表面为多孔的(即，外表面包括多个孔23 ，但在一些实施例中，侧表面214可以是光滑的。这种多孔的外表面促进组织内生，并有利于将髋白杯附连到髋白增强部件210。在其他实施例中，髋白增强部件210可体现为其外表面上设置有多孔材料的实心金属结构。这种多孔材料可为各种整形外科部件中常用的类型，用来促进骨骼组织内生到部件中。现在参见图21-23，图中示出了往复式锉刀250，该锉刀可用于外科手术制备患者髋臼，以有利于植入与髋白增强部件210相关的复杂几何结构。往复式锉刀250包括连接到可移除轴252的远端256的切割头258 (参见图25和26)。轴252可用作手动工具，或者作为另外一种选择，其近端邪4可固定到往复式电动工具100的卡盘。如下文将更详细讨论的，切割头258的几何形状与髋臼增强部件210的几何形状一致。往复式锉刀250的切割头258包括多个切割齿沈0，其几何形状分别与上述往复式锉刀50的切割齿60和往复式锉刀150的切割齿160的相似。当以往复运动将锉刀250推进到与患者髋骨的髋臼接合时，往复式锉刀250的切割齿260研磨或以其他方式切割髋骨的骨骼组织，从而逐渐形成具有接纳髋臼增强部件210所需的几何形状(即形状)的腔体。类似于髋臼增强部件210，切割头258通常成形为二分之一半球形，即，大致为半球形髋白杯的形状的一半。切割头258包括侧表面沈2，侧表面具有从其上向内侧延伸的后表面沈6。弯曲内侧切割面沈8的几何形状类似于髋臼增强部件210的弯曲内侧面220，并且弯曲内侧切割面268与切割头258的侧表面262和后表面266两者相配合。弯曲内侧切割面沈8由其切割齿沈0的外表面限定。切割头258具有限定在其中的连接孔沈4。如图22的横截面所示，连接孔264从其侧表面262延伸进入切割头258的主体。环形槽270限定在切割头258内介于侧表面 262与连接孔264底部之间的位置处，从而形成连接孔沈4的中部。如下文将讨论的，可移除轴252的远端256的几何形状与环形槽266侧壁接合，以将可移除轴252连接到切割头 258。类似于上文结合图1-17所述的往复式锉刀50和150，往复式锉刀250还包括在外科手术过程中将锉刀250对齐的对齐构件或结构，如下文将更详细讨论的。然而，与上文结合图1-17所述的往复式锉刀50和150不同，往复式锉刀250不与导销对齐，而是与外科手术测试器械276的一部分对齐(参见图24)。对齐构件或结构可以体现为多种不同结构或特征中的任何一种，其被构造成与测试器械276配合，以将锉刀250的切割头258设置在相对于测试器械的所需位置。可充当对齐构件的结构的例子包括一个或多个凹槽、轨道、套筒、环、中空凸起部、圆柱体、导向器、吊钩，或能够接纳测试器械上形成的互补结构或特征的任何其他类似结构。在本文所述示例性实施例中，对齐构件或特征体现为细长凹槽274，该凹槽形成于切割头258的后表面沈6内。如图M所示，测试器械276包括形成于其前表面观0内的细长舌状物278。在锉磨患者髋白过程中，舌状物278被设置在锉刀250的凹槽274内，从而与锉刀建立并保持对齐关系。与传统半球形髋白测试器械不同，测试器械276包括具有部
16分半球形形状的主体。换句话讲，其形状类似于钝的半球形试件的形状。因此，其前表面观0与从其上伸出的舌状物278共面。弯曲外表面观2与前表面280配合。外表面观2的曲面为半球形，即，外表面限定了与某个平面(该平面在图中示出为前表面观0)相交的正半球。现在参见图25和沈，图中更详细示出了可移除轴252。轴252具有可供外科医生在操纵锉刀250过程中抓握的柄部观4。柄部284附近设置有释放杆观6，外科医生可用其选择性地将其中一个切割头258连接到轴252。具体地讲，释放杆286机械连接至细长销观8，其中细长销延伸穿过限定在轴内的孔四0。销288具有与轴252的远端256接合的锥形远端四2。轴252的远端256由一对相对的钳口 294限定。钳口 294的内表面四6以一定角度形成锥形，该角度对应于销观8的锥形远端四2的几何形状。因此，当锥形远端292 完全伸展时，锥形远端292与钳口 294的锥形内表面296接合，从而迫使钳口四4向外彼此远离。然而，当按下释放杆286时，销288收回(即其远端292在远离轴252的远端256的方向移动)，从而允许钳口 294偏转或以其他方式彼此靠拢。具体地讲，当销288收回时，其锥形远端292脱离钳口 294的锥形内表面四6，从而允许钳口 294朝轴中心向内偏转。如图27所示，按下释放杆286后，可以将轴252推入锉刀250的切割头258的连接孔沈4。由于销288收回，因此允许轴252的远端256的钳口 294朝彼此偏转，从而进入连接孔沈4。一旦轴252的远端256上形成的深度挡块298接触切割头258的侧表面沈2， 外科医生即可释放该释放杆观6。当释放杆286被释放时，销288伸展，从而使其锥形远端292接合钳口 294的锥形内表面四6。这迫使钳口四4向外彼此远离，从而使形成于钳口 294外表面上的环状圈302 被接纳到切割头的连接孔264的环形槽270内。当处于其完全伸展位置时，锥形远端292 阻止钳口 294的内表面四6向内移动，从而将可移除轴252锁定到切割头258上。应当理解，外科医生随后可通过按下释放杆286移除轴252，以允许在轴252被拔离切割头258时收回钳口 294。如上所述，可移除轴252可快速连接到并脱离多种切割头258(甚至其他外科器械)。如下文将讨论的，这种结构允许在渐进式锉磨技术中使用多个不同的切割头258。现在参见图四-34，图中示出了一种外科手术，该外科手术利用往复式锉刀250制备患者髋白304，以植入髋白增强部件210。该外科手术从术前规划开始，在此步骤中，除了别的以外，获得多个X射线图像，以规划髋臼增强部件210的位置和取向。如果髋臼增强部件210作为翻修手术的一部分被植入，可以省略使用X射线，或代之以另一种检测技术。当术前规划结束后，解剖并收缩患者的软组织，以允许进入髋白304。通常实现对骨性髋臼的完全(即360° )暴露。接着，使用定径导向器或其他类似器械确定待植入的髋白植入物(即髋白杯)的合适尺寸。在本文所述示例性手术中，将示出62mm髋臼杯(及相关62mm髋臼增强部件) 的植入情况。该部件具有62mm外径(即62mm 0D)。应当理解，其他尺寸植入物的外科手术也以基本上相同的方式进行。在确定最终植入物尺寸之后，以典型方式铰削患者的髋白。具体地讲，使用球形铰刀(未示出)铰削患者髋骨的髋白表面，以形成如图四所示的半球形铰削面306。在植入 62mm髋臼杯的情况下，使用61mm球形铰刀(即61mm外径的铰刀)。该铰削面306为外科
17手术制备的最终表面，该表面在植入时接触髋白杯的一部分。如图30所示，接着将适当尺寸的测试器械276插入铰削面306。在本文所述62mm 髋臼杯的示例性植入情况中，使用61mm测试器械276 (即具有61mm外径的测试器械)。如图30所示，测试器械276设置在铰削面306内，其取向使得器械的细长舌状物278面向髋骨的病变或恶化骨骼组织308(即，将用髋白增强部件210移除和置换的骨骼组织)的总体方向。如图31所示，接着用往复式锉刀250移除髋骨的病变或恶化骨骼组织308。为此， 使用多个尺寸逐渐增大的切割头258，直到获得所需最终尺寸。例如，在本文所述植入62mm 髋臼增强部件210的示例性情况中，使用50mm切割头258 (即具有50mm外径的切割头)进行初始锉磨。为此，外科医生通过按下释放杆观6，并按上文接合图27和观所描述的方式将轴的远端256的钳口 294插入50mm切割头258的连接孔沈4，从而首先将50mm切割头 258固定到可移除轴252。当将50mm切割头258连接到轴252上时，外科医生接着将锉刀 250推向设置在铰削面306内的测试器械276。外科医生将锉刀250定位成使得测试器械 276的前表面观0内形成的细长舌状物278被接纳到50mm切割头258的凹槽274内，从而使锉刀250相对于测试器械276建立并保持对齐关系。在细长舌状物278被接纳到50mm切割头258的凹槽274内时，外科医生启动往复式电动工具100 (如果锉刀250是由电动工具100提供动力，而不是通过其柄部284手动操作轴252的话)，并将50mm切割头258的导向切割面推进至接触患者的髋臼304。如图32 所示，当朝患者髋臼304向内推进锉刀250时，锉刀250的往复运动研磨并继续移除骨骼， 直到切割头258的侧表面262的上缘310基本上与锉磨面以外的患者髋臼304的剩余骨骼 (即，无意于通过锉刀250移除的髋臼骨骼)齐平。当切割头258的侧表面沈2的上缘310 以这种方式与剩余骨骼齐平时，50mm切割头258完成对髋臼304的锉磨制备。接着，50mm切割头258与测试器械276分离，并脱离可移除轴252。然后，将54mm 切割头258固定到可移除轴252，并重复锉磨工序。接着用58mm切割头再次进行锉磨工序， 最后再用62mm切割头进行锉磨。完成之后，就形成具有所需尺寸(即在本文所述示例性情况下为62mm)的制备好的增强表面312，如图33所示。在用这种方式制备骨骼之后，接着植入髋白增强部件210。在本文所述示例性手术中，首先将62mm髋白增强部件210设置在经制备的增强表面312的所需位置内。通过在形成于部件210内的一对销孔314 (参见图18和19)中插入销(未示出)，可以将髋臼增强部件210临时固定在原位。固定在原位之后，将髋白增强部件210螺纹连接到患者的髋骨上。 具体地讲，将骨螺钉穿过形成于髋白增强部件210内的螺孔2 和230，然后拧入周围骨骼组织。然后移出销。图34所示的植入髋白增强部件210被完全植入。植入62mm髋臼增强部件210之后，可接着植入62mm髋臼杯(未示出)。髋臼杯被设置在由患者的髋白304的铰削面306和髋白增强部件210形成的半球形腔体内。可以用骨螺钉和/或骨水泥将髋白杯固定到周围的骨骼组织上。也可以用骨水泥将髋白杯固定到髋臼增强部件210。此外，可以将螺钉穿过髋白杯并拧入形成于髋白增强部件210内的自攻狭槽316。这样就完成对髋白杯的植入。应当理解，往复式锉刀250可具有多种形式。例如，作为对可移除轴252的替代， 每个切割头258可体现为具有以类似方式固定到锉刀50和150上的轴。切割头258也可体现为具有深度挡块，该挡块在锉刀250到达所需深度时在测试器械276或其他结构上触底。此外，测试器械276和切割头258的对齐结构的位置可互换。例如，凹槽可形成于测试器械276内，舌状物则形成于切割头258上。也可以改变外科手术，以使用更少或更多的锉刀。例如，作为对2mm增量的替代， 可以采用4mm增量。也可采用其他增量。在一些情况下，可进行所需最终尺寸的单次锉磨。图35和36示出了往复式锉刀350的另一个实施例，该锉刀可用于外科手术制备患者髋白，以有利于植入髋白增强部件210。如下文将更详细讨论的，往复式锉刀350被设计成精加工刀具以形成最终外科手术表面，而最初移除骨骼的一些工序用其他器械进行。 往复式锉刀350包括连接到轴352的远端356的切割头358。轴352具有可固定到往复式电动工具100的卡盘上的近端354。如下文将更详细讨论的，切割头358的几何形状与髋臼增强部件210的几何形状一致。往复式锉刀250的切割头358包括多个切割齿360，其几何形状分别与上述往复式锉刀50的切割齿60、往复式锉刀150的切割齿160和往复式锉刀250的切割齿沈0的相似。当以往复运动将锉刀350推进到与患者髋骨的髋臼接合时， 往复式锉刀350的切割齿360研磨或以其他方式切割髋骨的骨骼组织，从而形成具有接纳髋臼增强部件210所需的几何形状(即形状)的精加工腔体。切割头358为大致贝壳状，并且类似于髋臼增强部件210的背面几何形状。因此， 俯视时，切割头358为大致D形(参见图35)。切割头358包括侧表面362，侧表面具有从其上向内侧延伸的前表面364和后表面366。弯曲的内侧切割面368的几何形状类似于髋臼增强部件210的弯曲内侧面220，该内侧切割面远离切割头358的侧表面362向内侧延伸，并且在导向切割面370处与前表面364和后表面366配合。弯曲的内侧切割面368由其切割齿360的外表面限定。如图36所示，侧视时，切割头358的侧表面362为大致C形。 由于导向切割面370为大致线性，侧视时，弯曲内侧面368形成锥形表面。类似于本文所述其他锉刀，往复式锉刀350可由包括医疗级金属在内的任何合适的材料制成。此外，由于其主要为精加工刀具，往复式锉刀350可由诸如聚芳基醚酮(PEEK) 之类的刚性聚合物制成。在该构型中，锉刀350可用作一次性器械。现在参见图37-38，图中示出了一种外科手术，该外科手术利用往复式锉刀350制备患者髋白304，以植入髋白增强部件210。该外科手术基本上与图四-34所示外科手术相同，不同的是经制备的增强表面312的形成。因此，术前工序和铰削工序相同，并且该工序制备出类似于图四所示的铰削面306。然而，作为对图30的测试器械276的替代，在铰削面306内插入传统(即半球形)髋白测试器械376，如图37所示。在本文所述62mm髋臼杯的示例性植入情况中，使用61mm测试器械376(即具有61mm外径的传统测试器械)。接着，外科医生使用手术锉或其他器械(未示出)进行初始的“粗略”移除髋骨的病变或恶化骨骼组织308 (即，将用髋白增强部件210移除和置换的骨骼组织)。如图37所示，在这种锉磨之后，靠近精加工表面附近的病变或恶化骨骼组织308仍然需要用往复式锉刀350移除。如图38所示，接着用往复式锉刀350移除髋骨上残留的病变或恶化骨骼组织308。 为此，将具有适当尺寸切割头358的锉刀350设置在往复式电动工具100的卡盘内。例如， 在本文所述植入62mm髋白增强部件210的示例性情况中，使用具有62mm切割头358 (即具有62mm外径的切割头)的往复式锉刀。如图38所示，切割头358的前表面364和后表面366被设置为接触测试器械376的外表面。锉磨过程中，前表面364和后表面366与测试器械376的外表面保持接触。通过这种方式，测试器械的外表面用作对齐结构，以在移除骨骼过程中引导锉刀350。外科医生接着启动往复式电动工具100，并将切割头358的导向切割面370推进至接触患者的髋臼304。如图38所示，当朝患者髋臼304向内推进锉刀350时，锉刀350的往复运动研磨并继续移除骨骼，直到切割头358的侧表面362基本上与锉磨面以外的患者髋臼304的剩余骨骼(即，无意于通过锉刀350移除的髋臼骨骼)齐平。当切割头358的侧表面362以这种方式与剩余骨骼齐平时，对髋白304的锉磨制备完成，从而形成具有所需尺寸(即本文所述示例性情况中的62mm)的经制备的增强表面312。用往复式锉刀350形成的经制备的增强表面312与图33所示类似。在以这种方式制备骨骼之后，接着以与上文结合图33和34所述类似的方式植入髋臼增强部件210。之后，以类似上文所述的方式植入髋臼杯。现在参见图39-40，图中示出了可用于将往复式锉刀连接到手动工具(例如，图41 所示可移除轴)或电动工具(例如，往复式电动工具100)的连接机构。例如，如图39所示， 往复式锉刀350的轴352可体现为具有阳螺纹连接器402。阳螺纹连接器402包括六边形主体404，其与锥形引入面406之间通过环形槽408隔开。阳螺纹连接器402与阴螺纹连接器410配合(参见图41和42)。如图41所示，阴螺纹连接器410可固定到可移除轴352 末端。作为另外一种选择，阴螺纹连接器410可形成往复式电动工具100的卡盘。阴螺纹连接器410包括六边形腔体412，其尺寸略大于阳螺纹连接器402的六边形主体404的尺寸。因此，阳螺纹连接器402的六边形主体404可接纳到阴螺纹连接器410 的六边形腔体412内。如图41所示，阴螺纹连接器410还包括多个设置在六边形腔体412 内的弹簧支承钳口 414。钳口 414彼此向内被弹簧偏置。为了将往复式锉刀350连接到阴螺纹连接器410，将阳螺纹连接器402的自由端插入阴螺纹连接器410的六边形腔体412，并使其侧面与腔体侧面对齐。插入阳螺纹连接器 402时，其六边形主体404的面与阴螺纹连接器410的六边形腔体412的面对齐。阳螺纹连接器402的锥形引入面406迫使弹簧支承钳口 414彼此远离，以允许阳螺纹连接器402完全座置到阴螺纹连接器410中。在钳口 414脱离锥形引入面406之后，弹簧支承钳口 414 被迫以朝向彼此的方向进入环形槽408，从而将阳螺纹连接器402锁定到阴螺纹连接器410 上。阴螺纹连接器410还包括滑动轴环416，通过操作该滑动轴环可释放阳螺纹连接器402。具体地讲，当外科医生将滑动轴环416滑离锉刀350(例如，在朝图41的可移除轴的柄部方向)，弹簧支承钳口 414被迫彼此远离，并离开阳螺纹连接器402的环形槽408。这样可以将锉刀350解锁，并允许将其拔出阴螺纹连接器410。如图40所示，往复式锉刀250的切割头258可使用相同类型的阳螺纹连接器402 固定到可移除轴252的远端256。因此，其也可以固定到装有阴螺纹连接器410的往复式电动工具100的卡盘上。如图41所示，可移除轴252的近端邪4可体现为包括阳螺纹连接器402。这样，可以将其固定到包括阴螺纹连接器410的往复式电动工具100的卡盘上。在该构型中，可移除轴252可用作手动工具和延伸件，以将锉刀250和350之一固定到往复式电动工具100。由于手动工具(即，可移除轴25 和往复式电动工具100的卡盘采用相同的阴螺纹连接器 410，装有阳螺纹连接器402的锉刀250和350可以互换地连接到这两种工具中任意一种上。图43-45示出了用于连接本文所述锉刀的阴螺纹连接器510的另一个实施例。阴螺纹连接器510可以固定到可移除轴352的末端；作为另外一种选择，阴螺纹连接器510也可形成往复式电动工具100的卡盘。类似于本文所述的阴螺纹连接器410，阴螺纹连接器 510包括六边形腔体512，其尺寸略大于阳螺纹连接器402的六边形主体404的尺寸。因此， 阳螺纹连接器402的六边形主体404可接纳到阴螺纹连接器510的六边形腔体512内。如图43-45所示，阴螺纹连接器510包括弹簧支承按钮514。延伸进入六边形腔体512的按钮 514的末端516包括泪珠状开口 518。为了将其中一个往复式锉刀连接到阴螺纹连接器510，将阳螺纹连接器402的自由端插入阴螺纹连接器510的六边形腔体512，并使其侧面与腔体侧面对齐。插入阳螺纹连接器402时，其六边形主体404的面与阴螺纹连接器510的六边形腔体512的面对齐。阳螺纹连接器402的锥形引入面406迫使弹簧支承按钮514向下(如图44和45的透视图所示)移动，以允许阳螺纹连接器402完全座置到阴螺纹连接器510中。在弹簧支承按钮514 的中心脱离锥形引入面406之后，弹簧支承按钮514被迫向上(如图44和45的透视图所示)移动，使得按钮的锁紧凸缘520被接纳到环形槽408内，从而将阳螺纹连接器402锁定到阴螺纹连接器510。弹簧支承按钮514可操作地释放阳螺纹连接器402。具体地讲，当外科医生推动弹簧支承按钮514的外表面522时，按钮514的锁紧凸缘520被迫向下(如图44和45的透视图所示)移动，并离开阳螺纹连接器402的环形槽408。这样可以将锉刀解锁，并允许将其拔出阴螺纹连接器510。现在参见图46-49，图中示出了可与往复式锉刀250 —起使用的垫块550。垫块550 用来减少完成外科手术所需不同锉刀250的数量。具体地讲，垫块550可代替多个尺寸逐渐增大的切割头258使用，以制备所需的最终尺寸。例如，可使用50mm切割头258(即具有 50mm OD的切割头)进行初始锉磨。然后，可以将垫块550安装到测试器械276上，并再次使用50mm切割头258制备更大的腔体，而不必将50mm切割头258替换成更大的切割头以进行后续锉磨。类似于外科手术锉刀250和测试器械276，垫块550还包括对齐导向器，其具有在外科手术过程中将锉刀250对齐的构件或结构形式，如下文将更详细讨论的。对齐构件或结构可以体现为多种不同结构或特征中的任何一种，其被构造成与测试器械276配合，以将锉刀250的切割头258设置在相对于测试器械的所需位置。可充当对齐构件的结构的例子包括一个或多个凹槽、轨道、套筒、环、中空凸起部、圆柱体、导向器、吊钩，或能够接纳测试器械上形成的互补结构或特征的任何其他类似结构。在本文所述示例性实施例中，垫块550具有形成于其主体552的后表面566 (参见图47和49)内的细长凹槽574。如图46和49所示，垫块550包括形成于其主体552的前表面580内的细长舌状物578。在锉磨患者髋白的过程中，垫块550的凹槽574被接纳到测试器械276的舌状物278内，并且垫块550的舌状物578设置在锉刀250的凹槽274内，从而建立并保持与锉刀的对齐关系。
如图46和48所示，垫块的细长舌状物578具有锥形顶端582。锥形顶端582有利于将细长舌状物578插入锉刀250的细长凹槽274。应当理解，测试器械276的细长舌状物 278可体现为具有这种锥形顶端582。如图47所示，细长凹槽574具有喇叭形开口端584。类似于细长舌状物578的锥形顶端582，喇叭形开口端584有利于将测试器械276的细长舌状物278插入细长凹槽574。 如图50所示，锉刀250的切割头256可体现为具有这种喇叭形开口端584。可以提供具有多种不同厚度的垫块550，以有利于逐步锉磨成不同的尺寸。还应当理解，可以同时使用多个垫块550，以形成不同的锉磨尺寸。现在参见图51和52，图中示出了使用垫块550的外科手术。如图51所示，使用往复式锉刀250移除髋骨的病变或恶化骨骼组织308。垫块550已经安装到测试器械276 上。具体地讲，垫块阳0已经被设置成使得测试器械276的舌状物278已被插入垫块550 的凹槽574，从而将垫块550固定到测试器械276上。当将合适的切割头258连接到轴252 上时，外科医生接着将锉刀250推向设置在铰削面306内的测试器械276。外科医生将锉刀 250定位成使得垫块550的前表面580内形成的细长舌状物578被接纳到切割头258的凹槽274内，从而使锉刀250相对于测试器械276建立并保持对齐关系。在垫块550的细长舌状物578被接纳到切割头258的凹槽274内之后，外科医生启动往复式电动工具100(如果锉刀250是由电动工具100提供动力，而不是通过其柄部 284手动操作轴252)，并将切割头258的导向切割面推进至接触患者的髋臼304。如图52 所示，当朝患者髋臼304向内推进锉刀250时，锉刀250的往复运动研磨并继续移除骨骼， 直到切割头258的侧表面262的上缘310基本上与锉磨面以外的患者髋臼304的剩余骨骼 (即，并不旨在被锉刀250移除的髋臼骨骼)齐平。当切割头258的侧表面沈2的上缘310 以这种方式与剩余骨骼齐平时，该特定切割头258完成对髋白304的锉磨制备。外科医生可接着将另一个垫块550安装到现有垫块上，并将骨骼继续锉磨一段时间。作为另外一种选择，外科医生可以将垫块550换成更大的尺寸。或者，外科医生可以使用带有或不带垫块阳0的更大的切割头256。应当理解，本文所述连接机构实际上仅用于示例目的。可以想到的是，也可以将多种不同类型的连接机构与本文所述往复式锉刀一起使用。此外，还可以想到本文所述连接机构的修改形式。例如，可以在具有锉刀(其具有相应阴螺纹连接器410)的手动工具或电动工具卡盘的设计中采用阳螺纹连接器402。尽管在附图和上述说明中已经对本发明进行了详细的图示和描述，但此类图示和描述应视为示例性的，而不是限制性的，应当理解的是，仅示出和描述了示例性的实施例， 并且本发明精神范围内的所有变更和修改形式都应受到保护。本文所述装置、系统和方法的多个特征使本发明具有多个优点。应当注意的是，本发明的装置、系统和方法的替代实施例可以不包括所有所述特征，但仍然可以受益于这些特征的至少某些优点。本领域的普通技术人员可以轻松设计出其自己装置、系统和方法的实施方式，该实施方式可整合本发明特征中的一项或多项，并且落在本发明的精神和范围内。
权利要求
1.一种往复式锉刀外科器械，所述往复式锉刀外科器械用于在植入假体髋白部件之前对患者的髋白进行外科手术制备，并且所述往复式锉刀包括轴，所述轴具有被构造成固定至往复式工具卡盘内的第一末端，以及切割头，所述切割头固定到所述轴的第二末端，并且包括(i)切割面，所述切割面具有多个切割齿，所述切割齿被布置成与所述髋臼部件的几何形状一致的几何形状，以及(ii) 对齐导向器，所述对齐导向器没有切割齿，并且被构造成用于与髋臼测试器械的互补对齐导向器配合使用。
2.根据权利要求1所述的往复式锉刀外科器械，其中所述切割头为二分之一半球形，并且包括(i)侧表面，(ii)从所述侧表面向内侧延伸的后表面，所述侧表面和所述后表面二者均没有切割齿，以及(iii)弯曲内侧切割面，所述弯曲内侧切割面与所述侧表面和所述后表面两者配合，并且所述对齐导向器包括形成于所述切割头的所述后表面内的细长凹槽。
3.根据权利要求2所述的往复式锉刀外科器械，其中所述细长凹槽被构造用于接纳所述髋白测试器械的舌状物。
4.根据权利要求1所述的往复式锉刀外科器械，其中所述轴可脱离所述切割头。
5.根据权利要求1所述的往复式锉刀外科器械，其中所述切割头包括(i)侧表面，( )从所述侧表面向内侧延伸的前表面和后表面，(iii) 弯曲内侧切割面，所述弯曲内侧切割面远离所述切割头的所述侧表面向内侧延伸并与所述前表面和所述后表面配合，并且所述前表面和所述后表面二者均没有切割齿，并且限定所述对齐导向器。
6.一种外科器械组件，所述外科器械组件用于在植入假体髋白部件之前对患者的髋臼进行外科手术制备，并且所述外科器械组件包括往复式外科手术锉刀，所述往复式外科手术锉刀具有切割头，所述切割头包括(i)切割面，所述切割面具有多个切割齿，所述多个切割齿被布置成与所述髋白部件的几何形状一致的几何形状，和(ii)对齐导向器，以及髋臼测试器械，所述髋白测试器械具有对齐导向器，所述对齐导向器与所述外科手术锉刀的所述切割头的所述对齐导向器配合，以将所述切割头的所述切割面与所述髋臼测试器械对齐。
7.根据权利要求6所述的外科器械组件，其中所述外科手术锉刀的所述对齐导向器包括细长凹槽，并且所述髋白测试器械的所述对齐导向器包括被构造成可接纳到所述外科手术锉刀的所述凹槽内的舌状物。
8.根据权利要求7所述的外科器械组件，其中所述髋白测试器械包括所述舌状物从其上伸出的平的前表面，并且所述外科手术锉刀包括其中形成有凹槽的平的后表面。
9.根据权利要求7所述的外科器械组件，所述外科器械组件还包括垫块，所述垫块具有(i)限定在其后侧面内的凹槽，所述凹槽被构造用于将所述髋白测试器械的所述舌状物接纳于其中，以及(ii)限定在其前侧面内的舌状物，所述舌状物被构造成可接纳到所述外科手术锉刀的所述凹槽内。
10.根据权利要求6所述的外科器械组件，还包括垫块，所述垫块具有第一对齐导向器和第二对齐导向器，其中所述第一对齐导向器与所述髋曰测试器械的所述对齐导向器配合，所述第二对齐导向器与所述切割头的所述对齐导向器配合。
全文摘要
本发明公开了往复式锉刀，所述往复式锉刀用于在植入具有复杂几何形状的关节盂或髋臼部件之前对所述骨骼进行外科手术制备。本发明还公开了使用所述往复式锉刀的外科手术方法。
文档编号A61B17/00GK102302375SQ20101062469
公开日2012年1月4日 申请日期2010年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者C·L·克罗茨, F·A·阿马拉尔, G·M·瑟马, J·A·凯伍德, J·L·瑟马, K·E·拉平, M·J·富丁, R·C·基弗, S·M·安东尼, V·A·弗拉米安 申请人:德普伊产品公司