可变形表面404可以被设计为具有不同的柔性以符合 解剖表面。对估计的解剖表面和准确性映射的使用在以上参考图2a-图2d更详细地被描 述，并且同样适用于刚性部分402和可变的可变形部分404的设计。
[0081] 自适应表面外科手术引导装置400还包括夹钳408。夹钳408包括可变形铰链412 的组。可变形铰链412可以被设计为使得夹钳408可以仅仅在一个维度中或在包括向内方 向的一个方向上被变形。向内方向可以是X方向和Y方向的组合。例如，夹钳408可以被 配置为附接到内侧髁108和外侧髁110 (如图1中图示）。可变形铰链412可以仅仅被配置 为在朝向对应髁和远离对应髁的向内的一维方向上被变形。夹钳408到髁的牢固附接确保 自适应表面外科手术引导装置400在外科手术期间保持在稳定且牢固的位置中。可变形铰 链412可以被设计为是柔性的而非刚性的，因为髁包括在股骨的模型中不容易估计的软组 织。因此，可变形铰链412允许夹钳408甚至在缺少髁的良好定义的模型的情况下附接到 髁。可变形铰链412可以基于股骨的模型的准确性被设计为比可变的可变形部分404更不 柔性，但是比刚性部分402更柔性。附加地，一个或多个准确性映射可以用于使用以上描述 的技术来设计可变形铰链412的柔性。
[0082] 自适应表面外科手术引导装置400还包括孔口 410和414。孔口 410和414可以 与对应于针对外科手术需要被访问的位置的潜在股骨表面的区域对齐，该位置诸如其中要 被钻孔的孔的位置。例如，孔口 410可以用于引导外科手术设备（诸如钻孔机）以创建位 于股骨100的前部分上的孔104和106 (如图1中图示）。孔口 410和414可以附加地被设 计为引导其它外科手术设备，诸如：钻孔机、芒刺锯、竖锯、横钻孔机、或任何其它切割、铣削 或钻孔器械。孔口 410和414被定位使得通过孔口 410和414中的一个或多个的外科手术 设备能够到达期望位置处的骨骼。孔口 410和414可以被定位在相对于股骨的任何方向或 角度中，只要它们提供外科手术设备到达期望位置处的骨骼的通道（access)。在一些实施 例中，孔口 410和414可以从自适应表面外科手术引导装置400的表面突出，如图4a和图 4b中图示的。在其它实施例中，孔口 410和414可以与自适应表面外科手术引导装置400 的表面平齐。
[0083] 在一些实施例中，孔口 410和414可以包括防止外科手术设备推进到骨骼中的规 划的或确定的深度以外的安全止动器（safety stop)。尽管本文中的描述可以参考股骨上 的特定位置来描述孔口 410和414,但是对于本领域技术人员将显而易见的是，本公开的内 容同样适用于与不同类型的骨骼上的患者特异性位置有关的孔口位置，该孔口位置如以上 描述的使用术前规划和流程来确定。
[0084] 图4b图不了图4a的自适应表面外科手术引导装置400的后视图。图4b的后视 图对应于图Ib中图示的股骨100的后视图。如图4b中图示的，可变的可变形部分404可 以使用可变形联接406耦合到夹钳408。可变形联接406可以被设计为在一维或二维中是 柔性的。例如，可变形联接406可以在X维和Y维中是柔性的。在一些实施例中，可变形联 接406可以包括弹簧、柔性夹子、柔性铰链、柔性夹钳或允许在一维或多维中的移动或适应 性的任何其它柔性联接。本领域技术人员将理解可变形联接可以包括允许在一维或多维中 的移动或适应性的任何柔性联接。在图4b中图示的实施例中，可变形联接406被设计为在 朝向和远离夹钳408的上下方向（Y维）上并且在左右方向（X维）上变形，使得自适应表 面外科手术引导装置400能够自适应地适配股骨的可变潜在表面。一个或多个准确性映射 可以用于使用以上描述的技术来设计可变形联接406的柔性。
[0085] 夹钳408的刚性部分402、可变的可变形部分404和可变形铰链412被设计为提供 具有在不同维中的不同柔性的自适应表面。自适应表面基于对潜在解剖结构的估计的准确 性以便创建针对自适应表面外科手术引导装置400的牢固且稳定的适配。
[0086] 图5a图不了自适应表面外科手术引导装置500的另一实施例的视图。在图5a中 图示的实施例中，自适应表面外科手术引导装置500被设计为牢固地并且稳定地附接到股 骨512。自适应表面外科手术引导装置500包括第一刚性部分502,该第一刚性部分包括集 成的孔口 510。第一刚性部分502被附接到刚性联接506。在该实施例中，不同于之前描述 的可变形联接，刚性联接506被设计为是刚性的并且限制在所有维中的移动。然而，在其它 实施例中，刚性联接506能够代替地由可变形联接来替换。刚性联接506还被附接到第一 可变的可变形部分504并且用于将第一可变的可变形部分504与第一刚性部分502以刚性 方式联接。
[0087] 在一些实施例中，刚性联接506可以是可从刚性部分502移除的。例如，在与髁内 槽口（notch)520的适配在操作期间被发现为不是最优的情况下，刚性联接可以通过例如 将刚性联接506的杆（shaft)从刚性部分502中的互补孔口（未示出）滑出而从刚性部分 502拆下。在其它实施例中，刚性联接与刚性部分502集成。
[0088] 之前，髁内槽口（例如，髁内槽口 520)可以是难以用于提高外科手术向导的稳定 性的解剖表面，因为髁内槽口表面常常由软组织覆盖并且在髁内槽口附近的软骨和骨骼之 间的过渡难以使用已知的技术来成像和建模。因此，难以设计足够准确的患者特异性表面 以创建外科手术向导的部分和髁内槽口表面之间的牢固且稳定的附接。因此，之前的外科 手术向导可能缺少限制所有自由并创建向导的牢固且稳定的适配位置的能力。具体地，在 其中骨骼（例如，股骨）不具有将外科手术向导牢固地附接到的任何骨骼突出（例如，骨 赘）的情况下，弯曲可能是问题，因为许多骨骼部分（例如，股骨的髁）的圆形或球形形状 可以允许外科手术向导的旋转自由。沿着旋转的方向的反向力可以帮助防止外科手术向导 的旋转。外科手术向导的被设计为适配在髁内槽口内的可变的可变形部分可以提供这样的 反向力。
[0089] 第一可变的可变形部分504被设计为适配在外侧髁510和内侧髁508之间的髁 内槽口 520内。在该实施例中，第一可变的可变形部分504包括三个可变的可变形构件 504a-504c，其被设计为与髁内槽口 520接合或附接到髁内槽口 520。可变的可变形构件 504a-504c可以通过例如改变其厚度来将其柔性从其基部到其末端变化。在其它实施例中， 可以存在构成第一可变的可变形部分504的更多或更少的可变形构件。附加地，在该实施 例中，第一可变的可变形部分504包括可变的可变形构件504a-504c，其是患者特异性的， 即被设计为与特定患者的髁内槽口 520更准确地接合。在其它实施例中，可变形构件可以 不是患者特异性的。在这种情况下，可变形构件可以被制作为更柔性或更可变形以便容纳 在特定髁内槽口中的更大变化性。
[0090] 第一可变的可变形部分504的柔性表面允许自适应表面外科手术引导装置500通 过将第一可变的可变形部分504压缩为其被放置在髁内槽口 520内来在外科手术进行中符 合实际解剖结构。随着第一可变的可变形部分504在放置期间被压缩，自适应表面外科手 术引导装置500在由可允许的变形限定的范围内与期望的位置对齐。因此，第一可变的可 变形部分504的变形在其进入髁内槽口 520时通过限制沿着变形的方向的自由度来提供附 加的稳定性。
[0091] 图5b图不了自适应表面外科手术引导装置500的另一半透明视图。再次，刚性联 接506被示出为连接在第一刚性部分502和第一可变的可变形部分504之间。第一可变的 可变形部分504被示出为附接到髁内槽口 520 (未示出）。孔口 510和514被图示为与第 一刚性部分502集成。第二刚性部分516a和516b被附接到第一刚性部分502。第二刚性 部分516a和516b还被附接到第二可变的可变形部分518a和518b。第二可变的可变形部 分518a和518b附接到股骨512以向自适应表面外科手术引导装置500提供另外的牢固性 和稳定性。在其它实施例中，第二可变的可变形部分518a和518b可以代替地为刚性部分。 例如，在股骨512的模型在股骨512与元件518a和518b之间的接口区域中非常准确的情 况下，可以使用刚性部分。附加地，元件518a和518b，无论是刚性的还是可变形的，可以是 患者特异性的。
[0092] 还附接到第一刚性部分502的是可变形构件522,其在该实施例中是弹簧。可变 形构件522(即，弹簧）被附接到第三可变的可变形部分524。可变形构件522允许第三可 变部分524在将自适应表面外科手术引导装置500附接到股骨512的同时相对于股骨512 移动。可变形构件522可以是具有均匀可变形性的（例如，弹簧刚度）或可以具有基于在 每个可变形构件的潜在位置处的3-D模型的置信度的变化的可变形性。附加地，可变形构 件522可以具有基于每个单独可变形构件的变形或压缩的量的可变的可变形性（例如，弹 簧刚度）。例如，特定可变形构件可以是在首次接触时是非常屈从的（例如，低弹簧刚度）， 但是其阻力可以（例如，高弹簧刚度）随着变形或压缩的水平增大而增大。第三可变的可 变形部分524附接到股骨512以向自适应表面外科手术引导装置500提供另外的牢固性和 稳定性。如之前所述，第三可变的可变形部分524可以任选地为刚性的和/或患者特异性 的。
[0093] 图6a图不了自适应表面外科手术引导装置600的另一实施例的视图。在图6a中 图示的实施例中，自适应表面外科手术引导装置600被设计为牢固地且稳定地附接到股骨 (未示出）。本领域技术人员将认识到类似的设计可以用于附接到不同类型的骨骼。
[0094] 自适应表面外科手术引导装置600包括第一刚性部分602(即，主体）和附接到 其的孔口 610和614,其可以用于例如引导外科手术设备（例如，钻孔机）。第二刚性部分 616a和616b还被附接到第一刚性部分602。这里，第二刚性部分616a和616b采取从第一 刚性部分602延伸的刚性臂的形式。然而，在其它实施例中，第二刚性部分616a和616b被 形成为不同的形状。第二刚性部分616a和616b还被附接到第二可变的可变形部分618a和 618b。在一些实施例中，第二刚性部分616a和616b包括连接在第二刚性部分616a和616b 与第二可变的可变形部分618a和618b之间的加劲法兰（stiffening flange，未示出）。在 这样的实施例中，加劲法兰对第二刚性部分616a和616b与相应的第二可变的可变形部分 618a和618b之间的连接加劲（即，使其可变形）。本领域技术人员将认识到，还可以使用 加劲法兰来对自适应表面外科手术引导装置的其它方面之间的连接加劲。
[0095] 第二可变的可变形部分618a和618b附接到骨骼以提供自适应表面外科手术引导 装置600的另外的牢固性和稳定性。在一些实施例中，可变的可变形部分618a和618b可 以被设计为附接到股骨的前部分（包括股骨的骨干）并且因此可以被称为前支持元件。在 其它实施例中，第二可变的可变形部分618a和618b可以代替地为刚性部分。例如，在潜在 骨骼（例如，股骨）的模型在骨骼与元件618a和618b之间的接口区域中非常准确的情况 下，可以替代地使用刚性部分。附加地，元件618a和618b，无论是刚性的还是可变形的，可 以是患者特异性的，即被成形为符合患者的特异性解剖特征。
[0096] 第二刚性部分616a和616b通过可变形联接606连接。可变形联接606可以包 括弹簧、柔性夹子、柔性铰链、柔性夹钳或允许在一个或多个方向上的移动或适应性的任何 其它柔性联接。在该实施例中，可变形联接是允许第二可变的可变形部分618a和618b在 自适应表面外科手术引导装置600被附接到骨骼表面的同时相对于彼此移动的柔性带扣 (buckle)。然而，可变形联接606约束第二可变的可变形部分618a和618b的整体移动， 使得例如可变的可变形部分不被变形得太明显，其可能导致自适应表面外科手术引导装置 600的未对齐。
[0097] 如FIG. 6b中示出的，还附接到第一刚性部分602的是可变形构件622,其在该实施 例中是弹簧。可变形构件622被附接到第三可变的可变形部分624a-624d。在该实施例中， 第三可变的可变形部分624a-624d还可以被称为远端支持元件。可变形构件622允许第三 可变部分624a-624d在将自适应表面外科手术引导装置600附接到骨骼的同时相对于骨骼 (例如，股骨）移动。如之前所述，可变形构件622可以是具有均匀可变形性的（例如，弹簧 刚度或压缩率）或可以具有基于在每个可变形构件的潜在位置处的3-D模型的置信度的变 化的可变形性。附加地，可变形构件622可以具有基于每个单独可变形构件的变形或压缩 的量的可变的可变形性。例如，特定可变形构件可以是在首次接触时是非常屈从的（例如， 低弹簧刚度），但是其阻力可以（例如，高弹簧刚度）随着变形或压缩的水平增大而增大。
[0098] 可变形构件622被附接到第三可变的可变形部分624a_624d，其被设计为附接到 骨骼（例如，股骨）以提供到自适应表面外科手术引导装置600的另外的牢固性和稳定性。 如之前所述，第三可变的可变形部分624a-624d可以任选地为刚性的和/或患者特异性的。 第三可变的可变形部分624a-624d可以间隔开（如示出的）以便说明潜在骨骼（诸如软组 织或其它骨块）上的患者特异性解剖特征。可以基于其想要附接的潜在骨骼的3-D或其它 模型在手术前来设计第三可变的可变形部分624a-624d的特定间隔和布置。在其它实施例 中，第三可变的可变形部分624a-624d可以代替地在数量上是更少的，或甚至是单个表面。 在该实施例中，第一刚性部分602的宽基部允许可变的可变形构件和