定制的患者专用翻修外科器械和方法
【技术领域】
[0001] 本公开大体设及定制的整形外科器械，并且具体地设及已被定制成与特定的假体 和患者交接的外科器械。
【背景技术】
[0002] 关节成形术是一种熟知的外科手术，通过关节成形术，可用假体关节置换患病和/ 或受损的自然关节。例如，在全膝关节成形术外科手术中，患者的自然膝关节部分或全部置 换为假体膝关节或膝关节假体。典型的膝关节假体包括腔骨托、股骨构件W及定位于腔骨 托和股骨构件之间的聚合物插入件或支承件。腔骨托通常包括板，所述板具有从其朝远侧 延伸的杆，并且股骨构件通常包括一对分离的裸元件，该裸元件包括与聚合物支承件的对 应表面一起进行关节运动的表面。腔骨托的杆被配置成植入患者的腔骨上经外科手术准备 好的髓管中，并且股骨构件被配置成联接到患者的股骨上经外科手术准备好的远侧端部。
[0003] 可能需要不时地对患者进行翻修膝关节手术。在此类翻修膝关节手术中，将先前 植入的膝关节假体（有时称为"原有膝关节假体"）进行手术移除，并且植入置换或翻修膝 关节假体。在一些翻修膝关节手术中，可通过手术移除原有膝关节假体的所有构件，包括例 如腔骨托、股骨构件和聚合物支承件，并且置换为翻修假体构件。在其他翻修膝关节手术 中，可仅移除并置换先前植入的膝关节假体的一部分。
[0004] 在膝关节翻修手术中，整形外科医生通常使用多种不同的整形外科器械，诸如例 如，切割块、扩孔钻、钻孔导向器、假体试件和其他外科器械来准备患者的骨，W接收膝关节 假体。通常，整形外科器械对患者来说是通用的，使得在相似的整形外科手术期间对多个不 同的患者可使用同样的整形外科器械。
【发明内容】
阳〇化]根据本发明的一方面，公开了一种外科器械，该外科器械包括定制的患者专用导 向块。该定制的患者专用导向块包括第一表面、向骨表面、定位在与第一表面和向骨表面相 对的第二表面W及在第二表面与向骨表面之间延伸的导向销孔。该第一表面具有定制的假 体专用负轮廓，该假体专用负轮廓被成形为匹配假体构件的对应轮廓。定制的假体专用负 轮廓包括凹形表面，该凹形表面被成形为匹配假体构件对应轮廓的凸形表面。
[0006] 在一些实施例中，向骨表面可包括导向块的外侧表面，并且第二表面可包括导向 块的内侧表面。在一些实施例中，假体构件可为股骨假体构件。股骨假体构件的对应轮廓 的凸形表面可包括内侧裸表面，并且定制的假体专用负轮廓的凹形表面可包括内侧凹形表 面。
[0007] 另外，在一些实施例中，向骨表面可包括导向块的后表面，并且第二表面可包括导 向块的前表面。
[0008] 在一些实施例中，导向块的向骨表面可具有定制的患者专用负轮廓，该定制的患 者专用负轮廓被成形为匹配患者的股骨的对应骨轮廓。该定制的患者专用负轮廓可包括多 个独特的凹陷和脊，该凹陷和脊与患者的股骨的对应骨轮廓的对应多个脊和凹陷匹配。
[0009] 在一些实施例中，导向块还可包括在向骨表面与第二表面之间延伸的基本平坦的 切割导向表面。
[0010] 在一些实施例中，假体构件可为包括弯曲表面的腔骨托，并且该腔骨托的对应轮 廓的凸形表面可包括弯曲表面。定制的假体专用负轮廓的凹形表面可包括弯曲内表面。
[0011] 根据另一方面，公开了一种进行整形外科手术的方法。该方法包括将定制的患者 专用导向块与植入患者的骨的端部中的第一假体构件对准；将定制的患者专用导向块W独 特的位置和取向附接到骨的端部上的第一假体构件；W及在定制的患者专用导向块定位在 第一假体构件上时，使导向销前进穿过定制的患者专用导向块上的导向销孔进入骨中。该 方法还包括在使导向销固定到骨时，使定制的患者专用导向块从第一假体构件和骨的端部 脱离；将第一假体构件从骨的端部移除；将对准块与导向销接合W将切割块定位在骨上； W及使用用W引导切除的切割块来切除骨的端部。
[0012] 在一些实施例中，将定制的患者专用导向块在独特的位置和取向中定位在第一假 体构件上可包括将定制的患者专用导向块的定制的假体专用负轮廓与第一假体构件的对 应轮廓接合。该定制的假体专用负轮廓可被成形为匹配第一假体构件的对应轮廓。
[0013] 在一些实施例中，第一假体构件可包括股骨假体构件，该股骨假体构件具有一对 弯曲裸表面，运对弯曲裸表面被配置成接合支承表面。另外，将定制的患者专用导向块的定 制的假体专用负轮廓与第一假体构件的对应轮廓接合可包括将定制的患者专用导向块的 凹形表面与股骨假体构件的内侧裸表面接合。
[0014] 在一些实施例中，该方法可包括将对准块固定到切割块，并且将对准块与导向销 接合可包括使切割块沿着骨的解剖轴线前进W使对准块前进到与导向销接触。在一些实施 例中，对准块可包括第二假体构件的目标关节线的指示器。
[0015] 在一些实施例中，该方法可包括通过W下来组装定制的患者专用导向块：将第一 可移除钻套锁定到定制的患者专用销导向器的第一孔中，并将第二可移除钻套锁定到该定 制的患者专用销导向器的第二孔中。在一些实施例中，该切割块可包括具有远侧切割导向 器的患者通用切割块。
[0016] 在一些实施例中，将对准块与导向销接合W将切割块定位在骨上可包括将导向销 定位在对准块的导向销孔中；使对准块前进到与切割块接触；将切割块与骨接合；W及将 切割块与限定在对准块上的指示器对准。该指示器可对应于切割块上的目标前后位置。
[0017] 在一些实施例中，该方法可包括在定制的患者专用导向块定位在第一假体构件上 时，使骨银沿着定制的患者专用导向块的切割导向表面前进。在一些实施例中，将定制的患 者专用导向块附接到第一假体构件可包括将成形为匹配患者的骨的对应轮廓的定制的患 者专用负轮廓与患者的骨接合。该定制的患者专用负轮廓可包括多个独特的凹陷和脊，该 凹陷和脊与患者的骨的对应轮廓的多个对应脊和凹陷匹配。
[0018] 根据另一方面，公开了一种制造定制的患者专用导向块的方法。该方法包括生成 患者的骨解剖结构和固定到患者的骨解剖结构的植入假体构件的图像；识别患者的骨解剖 结构和假体构件上的界标；基于图像和界标选择翻修外科器械；W及制造定制的患者专用 导向块，该定制的患者专用导向块包括定制的假体专用负轮廓，该定制的假体专用负轮廓 被成形为匹配植入的假体构件的对应轮廓。定制的假体专用负轮廓包括凹形表面，该凹形 表面被成形为匹配植入假体构件的对应轮廓的凸形表面。
[0019] 在一些实施例中，选择翻修外科器械可包括生成第二图像，该第二图像示出翻修 外科器械相对于患者的骨解剖结构的计划位置。
[0020] 在一些实施例中，该方法可包括基于翻修外科器械的计划位置来制造第二定制的 患者专用导向块。第二定制的患者专用导向块可包括计划位置的指示器。
[0021] 在一些实施例中，该方法可包括基于图像和界标选择翻修整形外科假体。另外，选 择翻修整形外科假体可包括从多个翻修整形外科假体中选择第一翻修整形外科假体；将第 一翻修整形外科的数字模板重叠在图像上W形成第二图像，该第二图像示出植入患者的骨 中的第一翻修整形外科假体；W及基于第二图像从多个翻修整形外科假体中选择第二翻修 整形外科假体。
【附图说明】
[0022] 具体参考W下附图进行详细说明，其中：
[0023] 图1是用于设计和制造定制的患者专用整形外科器械的算法的简化流程图；
[0024] 图2是植入患者体内的原有整形外科膝关节假体的透视图；
[00巧]图3是图2中原有整形外科膝关节假体的转换图象；
[00%]图4是与图3类似的视图，示出了原有整形外科膝关节假体的术前评估；
[0027] 图5是图2中原有整形外科膝关节假体及术前评估的另一视图；
[0028] 图6是患者身体的=维模型的前视图，包括翻修整形外科膝关节假体的数字模 板；
[0029] 图7是患者身体的=维模型的内侧视图，包括翻修整形外科膝关节假体的数字模 板；
[0030] 图8是定制的患者专用股骨销导向器和一对可移除钻套的分解透视图；
[0031] 图9是图8中定制的患者专用股骨销导向器的透视图，其示出了负轮廓；
[0032] 图10是如在箭头方向上观察的沿图8中的线10-10截取的定制的患者专用股骨 销导向器和可移除钻套的横截面视图；
[0033] 图11是定制的患者专用对准托架和远侧切割导向块的透视图；
[0034] 图12是图11中定制的患者专用对准托架的平面图；
[0035] 图13是图11-图12中定制的患者专用对准托架的侧正视图；
[0036] 图14是图11-图13中定制的患者专用对准托架的前正视图；
[0037] 图15是定制的患者专用对准导向器和4合1切割导向块的透视图；
[0038] 图16是图15中定制的患者专用对准导向器的前正视图；
[0039] 图17是图2中附接到患者的股骨的远侧端部的原有股骨假体构件和图8中定制 的患者专用股骨销导向器的透视图；
[0040] 图18是附接到患者的股骨的远侧端部的原有股骨假体构件，W及定位于其上的 定制的患者专用股骨销导向器的内侧透视图；
[0041] 图19是附接到患者的股骨的远侧端部的原有股骨假体构件，W及定位于其上的 定制的患者专用股骨销导向器的外侧透视图；
[00创图20是与图18类似的视图，示出了安装在患者的股骨中的一对导向销；
[0043]图21是与图20类似的视图，示出了能够从定制的患者专用股骨销导向器移除的 钻套； W44] 图22是与图21类似的视图，示出了从原有股骨假体构件和患者的股骨脱离的定 制的患者专用股骨销导向器，W及安装在患者的股骨中的一对导向销；
[0045] 图23是与图22类似的视图，示出了安装在患者的股骨中的定制定位的一对导向 销；
[0046] 图24是患者的股骨的内侧透视图，示出了插入其中的髓内轴；
[0047] 图25是与图24类似的视图，示出了附接到图24中的髓内轴的股骨定位装置；
[0048] 图26是与图25类似的视图，示出了附接到股骨定位装置的图11的远侧切割导向 块，W及与远侧切割导向器中的一个对准的图11-图14的对准托架；
[0049] 图27是与图26类似的视图，示出了固定到远侧切割导向块的对准托架；
[0050] 图28是患者的股骨的前正视图，示出了固定到远侧切割导向块并与定制定位的 导向销接合的对准托架；
[0051] 图29为内侧透视图，示出了与患者的股骨的远侧端部和髓内轴接合的图15的4 合1切割导向块；
[0052] 图30是与图29类似的视图，示出了与4合1切割导向块和定制定位的导向销接 合的图15和图16的定制的患者专用对准导向器；
[0053] 图31是患者的股骨的远侧正视图，示出了与4合1切割导向块和定制定位的导向 销接合的对准导向器；
[0054] 图32是患者的股骨的外科准备远侧端部的内侧透视图； 阳化5] 图33是定制的患者专用股骨销导向器的另一个实施例的透视图；
[0056] 图34是图33中定制的患者专用股骨销导向器的后正视图；
[0057] 图35是附接到患者的股骨的图33-图34中定制的患者专用股骨销导向器的内侧 侧正视图；
[0058] 图36是包括远侧切割导向器的定制的患者专用股骨销导向器的另一个实施例的 透视图；
[0059] 图37是附接到患者的股骨的图36中股骨销导向器的前正视图；
[0060] 图38是定制的患者专用腔骨销导向器W及附接到患者的腔骨的图2中原有腔骨 托的透视图；
[0061] 图39是如在箭头方向上观察的沿图38中的线39-39截取的图38中定制的患者 专用腔骨销导向器的局部横截面视图；
[00创图40是图38中定制的患者专用腔骨销导向器的局部正视图；并且
[0063] 图41是附接到原有腔骨托的图38中定制的患者专用腔骨销导向器的前正视图。
【具体实施方式】
[0064] 虽然本发明的概念易受各种修改形式和替代形式的影响，但其具体示例性实施例 已在附图中W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 明的概念限制于所公开的具体形式，但相反，其目的在于根据所附权利要求，涵盖落在本发 明的本质和范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。 阳〇化]在整篇说明书中，当设及整形外科植入物和本文所述外科器械w及患者自然解剖 结构时，可能会用到表示解剖学参考的术语，诸如前、后、内侧、外侧、上、下等等。此类术语 在解剖学研究和整形外科领域都具有熟知的含义。除非另行指明，否则在书面具体实施方 式和权利要求中使用的此类解剖参考术语与其熟知的含义一致。
[0066] 参见图1，其示出了用于制造定制的患者专用整形外科器械的算法10。本文所用 术语"定制的患者专用整形外科器械"是指外科医生在进行整形外科手术时使用的外科工 具，并且被配置成意在供具体患者使用。因此，应当理解，本文所用的术语"定制