专利名称：手术系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种关节假体、尤其是肩关节假体的手术系统，它具有两个相配合的支承体、尤其是关节头和关节套；轴和连接件，该连接件把轴连接到一个支承体上。
背景技术：
从FR-A-2727857中可以知道一种用于肩关节的轴假体，该轴假体包括杆或轴及假体头部(关节头)，这些部分通过球形关节相互连接起来，所述球形关节可以固定在合适的位置上。假体头部包括一个浅的球形切口，它的平下侧用来接触准备好的骨平面(切除表面)，从而完全封闭切除表面。球形体沿着轴线的倾斜方向从假体的轴伸出，并被缝隙分成一些突起部，这些突起部可用心轴舒展开，而该心轴沿着倾斜方向被推动通过轴进入球形体。球形支承套从下侧进入假体头部，这样在扩张时将球形体包围，并且将其阻塞在与轴线可选择的斜度。使用这种假体有一些缺点其中必须预先设定斜度，而且外科医生需要高度空间概念化能力。尽管这种假体提供有多种优点，但还是有这样的问题，即外科医生只有一次尝试来把关于该假体所用的连接件最后固定在合适位置上。
为了实现这种轴假体的精确预调整，提出了一套带有安装装置的安装轴假体的装配设备，该套设备在EP0931522A1中有所描述。装配设备包括轴假体，这些轴假体可由不同尺寸的轴和不同尺寸的假体头组装在一起，而固定连接件布置在轴与假体头之间，并在假体头与轴之间达到不同的位置和角位。此外，还提供一些所谓的试用假体(trialprosthese)，它们也可以相似方式装配到不同尺寸的轴假体上，并且具有可拆卸的固定连接件，该连接件可以与插入骨中的试用假体一起固定，以便牢牢保持试用假体的头部相对于轴的最佳位置和角位。在拆下试用假体之后，设定的最佳位置和角位以此用复制的方法传递到安装装置，以便在处于试用假体位置和角位的安装装置中，把与试用假体相一致的轴和假体头彼此相对地固定在合适位置上。
这种已知系统的缺点实际是试用假体和安装装置不得不施加相当大的实际作用力。此外，尤其是由于所述的复制过程，而需要相当长的手术时间。
在还没有公开的EP01811120.3中描述了另一种开发的肩关节假体，无可否认的是，使用这种肩关节假体仍然通过上述安装装置完成，以便把由试用假体所确定的试用支承头相对于轴的最佳位置复制到实际假体中，但是该肩关节假体在支承头与轴之间提供较好的连接。这里，通过非旋转对称锥体与自锁座，依靠锥体边缘和在轴中相应成形的安装件进行与轴的连接，其中锥体边缘形成相对于纵轴可旋转固定的形状配合，并且借助圆锥形状楔固，因此，这种连接可以拆卸方式和相同的角位重复地进行固定。
发明内容
本发明的目的是提供一种可能性，即以最简单和最快捷的可能方式插入关节假体，同时确保在关节头与轴之间达到相应所需的相对位置的最大可能安全性，在保持该关节假体时，预定达到这种程度尤其可能。
这个目的由权利要求1的特征达到，尤其是其中由初始所述的手术系统开始，这里设有定位装置，在没有连接件的情况下，借助于该定位装置可把轴定位在骨中的理想深度；预固定装置，借助于该预固定装置可使支承体相对于连接件的理想位置预固定在定位于理想深度的轴上；以及最后固定装置，借助于该最后固定装置可把预固定理想位置固定在端位置上，随着连接件从轴上拆下。
根据本发明，可以省去试用假体和安装装置来复制由试用假体确定的理想相对位置。本发明的定位装置使假体的轴在骨内能定位在它的理想位置上、尤其定位在它的理想深度上，即轴可即刻最后固定。
此外，根据本发明，支承体相对于连接件的理想位置的确定直接发生在已定位于理想深度的轴上。一旦支承体的理想位置相对于连接件在轴上预固定，就可检查假体的正确部位和韧带的位置或范围，即在手术过程早期就已确保手术正常进行。
本发明的预固定可使支承体相对于连接件的理想位置的最后固定能在从轴上取下的状况下进行，所以可在病人的身体外部进行，因为借助于这种预固定在支承体与连接件之间已形成稳定的连接。鉴于支承体与连接件之间的最后固定预先必须在布置在轴上的状态下进行，为此，可以这么说，工具必须“从后面”插入，即从与支承体相对布置的轴侧面插入，因而穿过上臂和形成于轴上的孔，这种复杂的固定过程实际上对病人产生不必要的伤害，而本发明可以避免这种复杂的固定过程，在本发明中，支承体相对于连接件的预固定名义位置的最后固定在病人的身体外部进行。
因此，在用本发明达到支承体相对于轴的正确位置时，手术时间基本上被缩短，对病人的损害减少到最小，并且确保很大的安全性，因为本发明具有相当小的实际作用力，尤其不需要使用试用假体和复制装置。
轴的连接最好采取措施，即连接件包括一个夹紧部分，通过该夹紧部分在轴上可以形成连接件的牢固夹紧座。夹紧部分最好具有椭圆或者椭球的外横截面形状，另一方面，也可以提供由等边三角形所形成的横截面，这种横截面与具有这样外形的所谓主体相一致，该外形由三个弯曲部分形成，并且直径不变。例如，这种横截面形状作为轴连接用于机械工程中。
此外，夹紧部分最好采取措施，即按照圆锥体的形式逐渐变细，而且能用锤敲进轴相应成形的连接安装件中。
本发明的定位装置最好具有支承部分，该支承部分可以固定到轴上；以及至少一个定位元件，该定位元件枢轴转动和旋转安装在支承部分上，沿着纵轴方向相对于支承部分不能轴向运动，并且具有朝向轴的下侧，该下侧起着深度止动件的作用，并可借助于定位元件相对于支承体枢轴转动和/或旋转产生所有取向，这些取向使得支承体相对于骨准备好的平上侧(切除表面)变得具有实际意义。
可以这么说，实际支承体可用本发明的定位装置定位元件模拟，在把轴插入骨中时，所述定位元件活动安装在支承部分上，致使在手术的早期阶段，轴已进入它的理想位置、尤其进入它的理想深度，因而该轴安装得一点不错。
定位装置的支承部分最好设计成球面轴承，球面轴承的中心和定位元件的下侧相对于它们的相对轴向位置相互匹配，以致随着轴定位在理想深度和支承部分固定到轴上，球面轴承的中心位置与连接件球形支承部分的理想中心位置相重合。
因此，正确插入的假体几何相互关系被模拟，从而轴在骨中的正确位置可以简单和高度精确地得到保证。
定位元件最好这样设计，要使它在其平下侧的尺寸和形状以及下侧上安装件开口的位置，尤其是偏心位置上至少大致与支承体相一致。
定位元件最好设置成环形盘的形状。
本发明的手术系统最好包括若干定位元件，这些定位元件在它们的平下侧尺寸和形状以及下侧上安装件开口的位置、尤其是偏心位置上彼此均不相同。
外科医生可以从这组定位元件中选择最接近相应病人所需支承体的那种模型。此外，本文建议，定位元件至少具有一个挤压螺钉，该挤压螺钉可以从中立位置进入挤压位置，从而从定位元件的下侧伸出，以便从骨的上侧挤压定位元件。
因此，特别是在轴粘接就位的情况下，明显便于定位元件与骨分离。
此外，定位装置的支承部分最好采取措施，使具有连接部分，该连接部分可以插入轴的连接安装件中，并且具有与不同于圆形的连接安装件内横截面形状相匹配的外形，以便使定位装置相对于轴对准。
由此确保支承部分的正确角度对准，这种角度对准与假体连接件后面的理想角度对准相一致。
过渡部分最好制成定位装置的连接部分与支承部分之间的支撑和密封面，当支承部分固定到轴上时，所述支撑和密封面接触轴，并且相对于环境密封轴的内部。
如果轴用粘固粉(cement)灌入固定在骨内，因而要可靠地防止粘固粉流出。
最好借助于夹紧装置进行定位装置的支承部分固定在轴上的固定，而夹紧装置与在轴的连接安装件上所制现有内螺纹相配合。因此使用总要有的轴的内螺纹是有利的。夹紧装置最好设置成夹紧螺钉的形状。
此外，定位装置的支承部分最好采取措施，即设置有圆柱形表面区，该区最好用初始研磨制作，以便定位元件的应用。因而，有可能把定位元件装到球形支承部分上。
圆柱形表面区的中心轴最好相对于支承部分的纵轴有倾斜度，该支承部分的纵轴位于倾斜区的外边，在轴定位期间，定位元件可以采用该倾斜区。这样，可以可靠地避免定位元件与从支承部分意外分离。
此外，预固定装置还包括支撑件，该支撑件可以轴向固定在轴的连接安装件上，并在固定状态下用作连接件夹紧部分的端部止动件，它可用锤敲进固定在连接安装件中，而支撑件最好与夹紧部分和轴的尺寸相匹配，以致在到达连接在预固定深度所需理想深度之前，使支撑件阻截夹紧部分，从而易于拆下连接件。
利用在轴的连接安装件上制作的现有内螺纹来拧入轴内，把支撑件较好地轴向固定起来。
此外，预固定装置最好还包括补偿件，该补偿件可置于骨与支承体之间，以补偿理想深度与预固定深度之间的差值，并这样制作，要使平行于骨上侧的支承体下侧的对准度得到保证。
由于在预固定期间把支撑件插入轴的连接安装件中而使连接件夹紧部分的穿入深度受到限制，因此在被补偿件预固定期间，要补偿夹紧部分最后连接到轴上所需的端深度中缺少的差值。
补偿件最好设置成弹簧盘的形状，该弹簧盘最好制成整体和/或最好包括若干从底板突出的弹簧舌。
此外，预固定装置最好采取措施，即包括有扩张元件，尤其包括圆锥形的扩张元件，当借助于支撑件轴向固定在轴上以预固定扩张球形支承部分而使支承体布置在轴的球形支承部分上时，该扩张元件可以插入连接件的可扩张球形支承部分中，并且用锤把连接件敲进轴内，推动扩张元件进入球形支承部分中。
因此，支撑件不仅用作深度止动件，在预固定期间，防止连接件的夹紧部分穿入轴的连接安装件内太深，而且在推动连接件进入用于预固定的轴中时，还对连接件的球形支承部分起到预固定扩张的作用。
本发明的最后固定装置最好包括夹紧装置，以夹紧支承体，该支承体预固定到在保持件与支撑件之间的连接件上；及驱动工具，当支承体被夹进时，可用该驱动工具推动预固定支承体的扩张元件进入最后固定位置，从而最后将支承体固定。保持件最好可轴向调整，而支撑件则最好轴向固定布置。
最好把驱动工具拧入夹紧部分中，以便压入扩张元件内，同时利用连接件的夹紧部分上制作的现有内螺纹，而最好借助于驱动工具的拧入比力矩来预设定扩张元件的最后固定位置。
此外，本文还建议，支撑件具有用于支承体下侧的支撑面和用于连接件夹紧部分的贯穿安装通道，一方面，通过该安装通道夹紧部分可以接近驱动工具，另一方面，该安装通道形成为连接件的旋转保障，因为它的内部横截面形状与不同于圆形的夹紧部分外部横截面相匹配。
根据支承体相对于连接件的纵轴的斜度，支撑件的支撑面相对于最后固定装置的纵轴最好是倾斜的。
最后固定最好包括两个底板，该底板被若干连接柱保持在固定的轴向位置中，而保持件支撑在一个底板上，支撑件则支撑在另一个底板上。
本发明的手术系统最好还包括锤击工具，它可将锤击脉冲施加到布置在连接件球形支承部分上的支承体上，从而把连接件敲进轴内，锤击工具要施加的相应锤击脉冲量度可以预先设定，尤其是可以改变。
锤击工具最好用来把连接件预固定敲进轴内，并形成最后的夹紧配合。
本发明的进一步优选实施例列举在相关权利要求、说明书和附图中。
下面参照附图、通过实例，对本发明加以描述。这里示出图1示意性地示出植入到上臂骨中的肩关节假体的轴；图2示意性地示出具有关节头的人造肩关节，该关节头具有与图1所示的轴相匹配的锥形夹紧部分；图3示意性地示出具有球形支承部分和夹紧部分的连接件，该连接件通过敲入图1所示的轴中可以固定在合适位置上；图4示意性地示出具有球形支承部分和夹紧部分的连接件，其中夹紧部分用锤敲进可以固定在图1所示的轴上，而关节头则与球形支承部分相接触；图5以典型方式示意性地示出具有本发明手术系统的一些零件的肩关节假体；图6-11示出本发明手术系统的定位装置的一些零件；图12-14示出本发明手术系统的定位装置的一些零件；图15-16示出本发明手术系统的锤击工具；及图17-18示出本发明手术系统的最后固定装置。
具体实施例方式
图1-4概述一种呈肩关节假体形状的关节假体，例如，借助于本发明的手术系统可以植入该假体。利用本发明的手术系统可植入的关节假体，尤其是已有的假体，即外科医生可用本发明的手术系统对现有假体连续工作。就新型假体而言，图1中的孔116也可做成朝向侧面封闭的盲孔。
根据图1和2，假体轴15被植入到上臂骨19中，而轴15直接固定在准备好的骨层中。另一方面，该轴也可以是用骨粘固粉固定在骨中的轴。
沿着实际肩关节纵轴33的方向，将孔116制作在轴15内，该轴15膨胀，形成轴15的连接安装件23，该连接安装件23与锥形体21的形状相反，而该锥形体21则起着夹紧部分的作用。正如下面参照图3和4更加详细说明的那样，夹紧部分21是连接件17的零件，该零件使轴15连接到假体的支承体11上，其中支承体11形成为支承头或者关节头。
实际关节通过下面方法做成使关节头11连接到连接件17上，使关节套102具有其它的支承体，并且把关节套102刚性地连接到座106上，而座106固定在肩骨104中。为了固定座106，相互平行延伸的一些插销114连接到座106上，例如，这些插销用骨粘固粉或通过压配合固定到准备好的肩骨104的孔中。
夹紧部分21和与夹紧部分21形状相反的相应连接安装件23都具有椭圆形的横截面形状。换句话说，横截面形状也可以具有主体的形状，该主体外形由三个弯曲部分形成，并且直径不变，或者具有不同于圆形的其它形状。
这种连接的细节和优点，即通过高度稳定的夹紧配合或自锁配合并且使夹紧部分21对准高度精确，从而使连接件17高度精确地对准在轴15中，这些不是本发明的主题，这些细节和优点详细地描述在开始已提及的、尚未公开的欧洲专利申请EP01811120.3中。
关节假体的连接件17的可能实施例示出在图3和图4中。通过颈部122来连接夹紧部分21是球形支承部分27，该支承部分27起着关节头11的球面轴承作用，具有内部通孔并设有一些狭缝121，这些狭缝121把球形支承部分27分成若干弯曲零件。为了使球形支承部分27张开，以便安牢关节头11，要通过夹紧部分21把锥形挤压体125插入球形支承部分27的锥形内孔125中，并且利用螺钉127向前推进，从而舒展开由纵向狭缝121所分开的球形支承部分27的薄层。所制螺钉127为埋头螺钉，并设有六角凹头128。螺钉127的头部130推动挤压体125再进入球形支承部分27。
如图4所示，挤压体125和埋头螺钉127不是下面所述本发明手术系统的零件，但是图3和4代表着已知解决方案通过张开球形支承部分27把关节头11固定在连接件17的球形支承部分27上。球形支承部分27的张开固定借助于工具，按照图4的解决方案进行，即，在轴向固定夹紧部分21固定在连接安装件23中的情况下，从后部插入该工具，穿过上臂和形成于轴15中的孔116，进入夹紧部分21中，从而驱动螺钉127向前推动挤压体125。
下面将参照图6-18对本发明手术系统的各个零件加以说明，同时，图5以典型方式示出了相互关系，尤其是几何情况，因此，在手术期间实际插入假体时不会出现的状况从下面的描述中变得更加清楚。
图6-10所示的本发明手术系统的预固定装置包括安装工具，该安装工具带有保持夹24，形成为球面轴承的支承部分31与该保持夹24相连接，而该保持夹24在形状和尺寸上至少大致与用在相应手术中的假体(参见图4)连接件17的球形支承部分27相一致。球形支承部分31合并到连接部分43中，而连接部分43可插入轴15的连接安装件23内。支承部分31和连接部分43之间的过渡部分与相应的轴15相匹配，因此形成一个支撑和密封面，在预固定过程期间，在把安装工具的支承部分31固定到轴15上时，该支撑和密封面接触轴15，并在粘接轴15时，防止粘固粉流出为轴15所准备的空腔。
此外，各个形成为环形盘的一组定位元件35(参见图9和10)属于定位装置。各个环形盘35具有不同于圆形的外周缘形状，并且设有偏心布置的安装孔39。而且，在每个环形盘35中制有三个通道41，每个通道41设有内螺纹，压紧螺钉(未示出)可以拧入到这些通道中，这些通道的用途将在另外的地方予以详述。
这些环形盘35在形状和尺寸上以及相对于安装件39的偏心位置彼此均不同，该组环形盘35设计成使被讨论的所有关节头11(参见图4和5)至少大致被盖住，即至少一个环形盘35至少大致要与在相应手术中所需的关节头11匹配，致使关节头11的下侧13和环形盘35的下侧37相对于偏心安装件39的位置和外形相互对准。因此，要插入的关节头11相对于下侧被匹配的环形盘35所模拟。
环形盘35的安装件39用来把环形盘35置于安装工具的球形支承部分31(参见图6-8)上。为此，支承部分31设有初始研磨的圆柱形表面区49，该区的中心轴相对于纵轴33倾斜，以致这种倾斜位于倾斜区的外边，所述倾斜区，在实际轴定位期间，在枢轴转动安装状态下，可被环形盘35采用。因此，圆柱形表面区39允许环形盘35装在相对于纵轴33的倾斜处，在随后的轴定位期间，环形盘35不再采用这个。
在装在球形支承部分31上的情况下，环形盘35可相对于支承部分31枢轴转动和旋转，而环形盘35的位置沿着纵轴33的方向相对于支承部分31是固定的，即环形盘35沿着这个轴向相对于支承部分31不能运动，因此环形盘35的下侧37在轴定位期间起着可靠和稳定的深度止动件的作用，从而确保轴15在骨19内的正确理想深度。
图11示出起着夹紧装置作用的夹紧螺钉47，利用夹紧螺钉47可把安装工具(参见图6-8)固定到具有支承部分31的轴15上，所述支承部分31装有一个松动、即枢轴转动和旋转、但被栓住安装的环形盘35。为此，把夹紧螺钉47装入到支承部分31的通道23，并且通过外螺纹48拧到内螺纹29上(参见图5)，该内螺纹29制作在轴15的连接安装件23里，而外螺纹48则制作在夹紧螺钉47的自由端上。这样，总要有的轴15的内螺纹29与本发明的定位装置一起使用。
为了使安装工具的支承部分31可相对于轴15正确地对准，要装入轴15连接安装件23中的支承部分31的连接部分43的外形要与不同于圆形的连接安装件23的内部、尤其是椭圆形横截面形状相匹配。
安装工具的球形支承部分31和环形盘35相对于它们的相对轴向位置相互匹配，以致形成为球面轴承的支承部分31的中心位置与连接件17球形支承部分27的理想中心位置相重合。因此在用夹紧螺钉47固定在轴15上的状态下，在后面要固定到轴15上的连接件17的球形支承部分27则被安装工具的球形支承部分31所模拟。
因此，在定位装置固定到轴15上的情况下，轴15在骨19中的理想位置、尤其是理想深度可以明确确定，其中，以枢轴转动和旋转方式安装，但在支承部分31不能轴向运动的环形盘35下侧37在骨19准备好的上侧25(切除表面)对准，并且采用这样的取向，即与随后要连接到轴15的关节头11下侧13的理想取向相一致。
因此，环形盘35的下侧37位于正确的轴端上，该轴精确地在这样的平面定位，即关节头11下侧13在后面一定所处的平面。
图12-14示出本发明手术系统预固定装置的零件，实际上支撑件51(图12和13)和弹簧盘53(图14)起着补偿件的作用。
支撑件51在其轴端设有外螺纹52，该支撑件51可以插入轴15的连接安装件23中，并且可以轴向固定在连接安装件23里，其中，它被拧入设有内螺纹29的轴孔中，直到支撑件51的环形台肩54接触轴孔与连接安装件23之间的过渡部分为止，而且，连接安装件23具有较大的宽度，如图5所示。
设置成与外螺纹部分52相对的支撑件51的轴端制作的比较细长，因此，可以被插入到连接件17的夹紧部分21里。
弹簧盘53(参见图14)制成整体件，并且包括底板55，在该底板55上制有中心圆形孔56，并且在这个实施例中，从该底板55伸出四个弹簧舌57。
在预固定过程(这个过程在另外的地方予以详述)期间，弹簧盘53用来确保一方面在关节头11的下侧13与另一方面骨19的上侧25之间平行对准。因此，在预固定过程期间，弹簧盘53设在关节头11和骨19之间的位置上，在说明几何相互关系的图5中示出了处于该位置的环形盘35。在这个方面，图5不是准确地与如预固定过程期间产生的情况相一致。
此外，本发明手术系统的预固定装置还包括扩张元件59，该扩张元件59只示于图5中，并且可以插入连接件17的可扩张球形支承部分27中。扩张元件59和支撑件51的轴向长度相互匹配并与连接件17的夹紧部分21以及轴15的连接安装件23相匹配，致使插入夹紧部分21的支撑件51细长端可以推动扩张元件59再进入球形支承部分27中，以便扩张球形支承部分27，从而当关节头11受到至少一个锤击脉冲作用时，相对于球形支承部分27把关节头11预固定在正确位置，引导的锤击脉冲至少大致平行于纵轴33，而环形台肩54在其上侧形成连接件的深度止动件，不可否认，该上侧确保了夹紧部分21在连接安装件中的角度对准，但不能确保在连接安装件23中的“任何夹紧”。
为了把量度合适的锤击脉冲施加到关节头11上，以便把关节头11相对于连接件17的球形支承部分27预固定在理想位置，因而使用了本发明手术系统的锤击工具91，它的可能实施例示于图15和16。
在后端用盖封闭的锤击工具19的管中，布置有脉动簧94，向后推动冲击锤96便可将该脉动簧94压缩，冲击锤96同样可替换布置在管子里，脉动簧94支撑在盖上。锤击工具91因此被夹紧。
在夹紧状态，触发开关93向内径向伸出的头部接合在图15左边冲击锤96的径向突出部后面，因此锤击工具91的夹紧状态被保持。
在夹紧状态，由塑料制成并连接到适配器95上的保护体97同样设置在距相对于管固定的导向器98，图15所示一定轴向距离上。这靠预偏动弹簧92保证，该弹簧92把保护体97和适配器95组件预偏置于所示开始位置。
柱塞99轴向固定连接到适配器95上，借助于导向器98引导轴向运动，并且用来把触发后反作用冲击锤96产生的脉冲通过适配器95传递到保护体97上。当保护体97接触关节头11的锤击工具91被压向关节头11时，保护体97和适配器95组件克服预偏动弹簧92的力沿着导向器98的方向运动直到使彼此面对的适配器95与导向器98的端面之间存在的中间轴向空间90为止。
用压入工具(charging aid)把冲击锤96推回，从而夹紧或者“压入”锤击工具97，所述压入工具没有示出，它可通过形成在保护体97、适配器95和柱塞99中的通道导向，并且这样克服脉动弹簧94的力，作用在冲击锤96上。
本发明手术系统的最后固定装置包括图17和18所示的夹紧装置71，该夹紧装置71具有两个底板85、86，借助两个连接柱83使上述底板相互保持在固定的轴向位置。
此外，夹紧装置71还包括保持件73，该保持件73相对于上底板85可轴向调整，并且装有枢轴转动安装的接触体74，该接触体74在其自由端由塑料制成，该自由端位于底板85、87之间。在下底板87的内侧布置有支撑件75，该支撑件75同样由塑料制成，并且与接触体74相对的端面起着关节头11下侧13(参见图5)所用支撑面77的作用，从而夹入其中，因此，在夹紧状态，该支撑面77固定地夹紧在相应轴向定位的接触体74与支撑件75之间，而不会损坏关节头11的表面。
支撑件75可用替换方式连接到下底板87上，从而可以插入不同设计的支撑件75，以便使夹紧装置71与连接件17和关节头11的相应组件相匹配，最后固定在连接件17的球形支承部分27上。与图17和18所示的不同，这里支撑件75的支撑面77也可以相对于夹紧装置71纵轴81(参见图17)的倾斜方式延伸，实际上，例如与相对于连接件17的纵轴33的关节头11的理想斜度相一致。
贯穿的安装通道79(参见图18)形成在支撑件75上，并且与下底板87的开口对准，致使本发明的最后固定装置的驱动工具(未示出)可以从下面接近连接件17和关节头11的夹紧组件的夹紧部分21。驱动工具包括夹紧螺钉，该螺钉在其轴端具有外螺纹部分，可用转矩扳手，通过夹紧部分21(参见图5)的内螺纹22拧到夹紧部分21，这样，把位于连接件17球形支承部件27上的扩张元件59(参见图5)进一步推动进入球形支承部分27，直到在到达预定扭矩时球形支承部分27舒展开如此宽，以致关节头11最后固定在球形支承部分27上，从而使连接件17处于所需理想位置为止。
本发明的手术系统可以用于如上面所述的关节假体插入方法中，在这种方法中，首先，例如用锤敲进或灌入粘固粉，在没有连接件17的情况下，借助于定位装置(图6-10)，把轴15固定在骨19内的理想深度，随后，借助于预固定装置(图12-14)，相对于连接件17把支承体11的理想位置预固定在定位于理想深度的轴15上，最后，借助于最后固定装置(图17和18)，随着连接件17从轴15上拆下，最后固定预固定的理想位置。
使用所述方法，合适的定位元件35(环形盘)相对于其下侧37的形状和尺寸以及安装件39的位置至少大致与支承体11(关节头)相一致，它用一块骨选择，该块骨与这个预先分开，以准备骨19，尤其由定位装置的若干定位元件35(环形盘)成形成球形面或者类似球面的形状，这些定位元件35相对于它们的平下侧37的状和尺寸及在骨19内尤其形成空腔前后在下侧37安装件39开口的位置，特别是偏心位置彼此均不相同，形成的空腔用来安装轴15，并且最好用锉磨制。
随后，用枢轴转动和旋转方式把所选择的环形盘35连接到定位装置的支承部分31上，并且沿着纵轴33方向相对于支承部分31不能轴向运动。如上所述，支承部分31的圆柱形初始研磨49就用于这种目的。
然后，借助于定位装置的夹紧装置47(夹紧螺钉)，使支撑所选择的环形盘35的支承部分31固定到轴15上。这时，夹紧螺钉47与在轴15连接安装件23上所制现有的内螺纹29相配合。
轴15固定地连接到支承部分31上，而该支承部分31支撑着所选择的环形盘35，然后把轴15插入骨19准备好的空腔中，并在骨19中引到它的最后理想位置，尤其引到最后理想深度。这种理想位置借助于本发明的定位装置来确定，其中，可枢轴转动和旋转，但不能轴向运动地支撑在支承部分31上的环形盘35下侧37，在骨19的切除表面25上对准，其取向与关节头11，或其随后要与轴15连接的下侧13的理想取向相一致。
在把支承部分31装到轴15上时，支承部分31相对于轴15的正确对准靠支承部分31的连接部分43的外形来保证，而所述外形与轴连接安装件23的内部横截面形状相匹配，该内部横截面形状不同于圆形，而特别是椭圆形。在这方面，支承部分31的连接部分43模拟连接件17的夹紧部分21。
当轴15在骨19中的理想位置达到时，灌入粘固粉或用锤敲进来最后固定轴15。在灌入粘固粉的情况下，形成在支承部分31与连接部分43(参见图8)之间过渡部分上的支撑和密封面45可防止粘固粉从轴15的空腔中流出。
在用锤敲进或粘固粉硬化之后，从轴15和骨19上取下支承部分31和环形盘35。环形盘35由于与灌入粘固粉的轴15粘接而能粘接到骨19上，它在这种连接中可能被压出，其中，装在螺钉通道41中环形盘35的上述挤压螺钉从上方推动，从而使从中立位置拧入到挤压位置，而从环形盘35的下侧37伸出。
随后，在骨19中已采取理想位置的轴15上，使关节头11相对于连接件17产生预固定理想位置，其中首先，本发明的预固定装置支撑件51轴向固定在轴15的连接安装件23上。产生这种情况特别是靠支撑件51拧入轴15内，同时利用在轴15连接安装件23上所制的现有内螺纹29。
而且，预固定装置的扩张元件59例如锥形扩张元件被装入连接件的可扩张球形支承部分27中，特别是，借助于具有深度止动件的柱塞(未示出)把扩张元件59引到预定开始位置，在该位置连接件17的球形支承部分27只是稍微张开，致使当关节头11随后被置于稍微张开的球形支承部分27中时，关节头11仍然可以旋转和枢轴转动。压入扩张元件59稍微张开连接件17的球形支承部分27，又能确保扩张元件59不会意外地脱离连接件17。
随后，把装有还在枢轴转动和旋转的支承体11的连接件17的夹紧锥体21插入轴15的连接安装件23，轴15装有轴向固定的支撑件51，参见图5，支撑件51与轴15和夹紧部分21的尺寸相匹配，因此，在以预固定深度插入连接安装件23中时，夹紧部分21被支撑件51所阻截，使在到达在轴15上固定所需理想深度之前，能拆下连接件17。
在实际的预固定过程之前，关节头11依靠相对于骨上连接件17球形支承部分27的枢轴转动来对准，因此就旋转角度而言，关节头11相对于骨19进入其理想位置。
在把连接件17的夹紧部分21插入轴15的连接安装件23之前，预固定装置的平衡件53(弹簧盘)位于骨19与关节头11之间，以便补偿理想深度与夹紧部分21的预固定深度之间的差值。由此可以确保平行于骨19切除表面25的关节头11的下侧13平行对准。
除了图5所示的关节头11与骨19之间的环形盘35说明几何相互关系之外，这时的情况与图5所示的状况相符合，空气仍然存在于夹紧锥体21与连接安装件23之间，即在支撑件51阻截它通过环形台肩54的上侧之前，夹紧锥体21仍然可用锤进一步敲入轴15中。
然后，特别用锤击工具91(参见图15和16)把预定量度的锤击脉冲施加到关节头11上，致使轴向固定在轴15(参见图5)上的支撑件51推动预先插入连接件17球形支承部分27的扩张元件59，进一步进入球形支承部分27中，因此，球形支承部分27张开得如此宽，以致关节头11相对于连接件17被预固定在它的理想位置。因此，依靠预先设在骨19与关节头11之间的弹簧盘53，可以确保平行于骨19上侧25的关节头11的下侧13对准。
由于夹紧部分21迅速地被支撑件51阻截在预固定深度上，因此在预固定过程之后，可以毫无问题地从轴15上拆下连接件17。然后，拧开螺丝可从轴15上拆下支撑件51。
为了最后固定关节头11相对于连接件17的此刻预固定理想位置，要把关节头11夹紧在保持件73与本发明最后固定装置的支撑件75之间(参见图17和18)。在夹紧状态，借助于驱动工具，推动预固定关节头11的扩张元件59，进一步进入连接件17的可扩张球形支承部分27中，以到达预定的最后固定位置，而该驱动工具尤其利用在连接件17夹紧部分21上制作的现有内螺纹22，其中驱动工具被拧入夹紧部分21，因而驱动扩张元件前进。
在这种压入扩张元件59进入连接件17的球形支承部分27的期间，借助于支撑件75保证夹紧部分21不旋转。为此，支撑件75为夹紧部分21设置有内安装通道79，而该通道79根据不同于圆形的夹紧部分21的外形、尤其是椭圆外形至少局部成形。
随后，随着从轴15的连接安装件23上拆下支撑件51，装有此刻最后固定的关节头11连接件17的夹紧锥体21被插入轴15的连接安装件23中。然后，特别借助于锤击工具91(参见图15和16)，把预定量度的锤击脉冲施加到关节头11上，致使夹紧部分21被锤敲进连接安装件23上的最后固定夹紧座中，因此关节头11进入其相对于骨的理想位置。这时由于夹紧锥体21不再受到支撑件51的阻截，因此夹紧锥体21可用锤敲进在轴15上固定所需要的理想深度。
最好采取措施，在把夹紧部分21插入轴15中时，为了预固定和形成最后夹紧座，要使夹紧部分21的椭圆形横截面相对于轴15的连接安装件23对准在它的平面上，以致大椭圆轴在朝向侧面突出中表现为垂直。
参考编号目录11 支承体，铰接头13 支承体的下侧15 轴17 连接件19 骨21 连接件的夹紧部分，夹紧锥体22 夹紧部分的内螺纹23 轴的连接安装件25 骨的上侧，切除表面27 连接件的球形支承部分29 轴的内螺纹31 支承部分32 通道33 纵轴34 保持把手35 定位元件，环形盘37 定位元件的下侧39 定位元件的安装件41 定位元件的螺钉通道43 连接部分45 支撑和密封面47 夹紧装置，夹紧螺钉48 夹紧装置的外螺纹49 圆柱形表面区51 支撑件52 外螺纹53 补偿件，弹簧盘54 环形台肩
55 底板56 开口57 弹簧舌58 支撑件的纵轴59 扩张元件71 夹紧装置73 保持件74 支撑体75 支撑件77 支撑面79 安装通道81 纵轴83 连接柱85 底板87 底板90 中间空间91 锤击工具92 偏动弹簧93 触发开关94 脉动簧95 适配器96 冲击锤97 保护体98 导向器99 柱塞102 关节套104 肩骨106 座114 插销
116 孔119 凹口121 狭缝122 颈部124 锥形孔125 挤压体127 螺钉128 内六边形130 头部
权利要求
1.一种关节假体、尤其是肩关节假体的手术系统，它具有两个相配合的支承体(11、102)、尤其是关节头(11)和关节套(102)；轴(15)和连接件(17)，该连接件(17)把轴(15)连接到一个支承体(11)上，该系统包括定位装置，在没有连接件(17)的情况下，借助于该定位装置可把轴(15)定位在骨(19)中的理想深度处；预固定装置，借助于该预固定装置使支承体(11)相对于连接件(17)的理想位置可预固定在定位于理想深度的轴(15)处；及最后固定装置，随着从轴(15)上拆下连接件(17)，借助于该最后固定装置可把预固定理想位置最后固定。
2.如权利要求1所述的手术系统，其特征在于，用于轴(15)连接的连接件(17)包括夹紧部分(21)，用锤敲进轴(15)的连接安装件(23)，通过该夹紧部分(21)可在轴(15)上形成连接件(17)的牢固夹紧座。
3.如权利要求2所述的手术系统，其特征在于，夹紧部分(21)成圆锥形逐渐变细，并且可用锤敲进轴(15)的相应成形的连接安装件(23)中，而夹紧部分(21)最好具有不同于圆形的外横截面，尤其具有椭圆形外横截面。
4.如前述权利要求任一项所述的手术系统，其特征在于，定位装置具有支承部分(31)，该支承部分(31)可以固定到轴上；以及至少一个定位元件(35)，该定位元件(35)枢轴转动和旋转安装在支承部分(31)上，并沿着纵轴(33)方向相对于具有朝向轴(15)的下侧(37)的支承部分(31)不能轴向运动，该下侧(37)起着深度止动件的作用，并可借助于定位元件(35)相对于支承部分(31)枢轴转动和/或旋转产生所有取向，这些取向使得支承体(11)相对于骨(19)准备好的平上侧(25)变得具有实际意义。
5.如权利要求4所述的手术系统，其特征在于，定位装置的支承部分(31)制成为球面轴承，球面轴承的中心和定位元件(35)的下侧(37)相对于它们的相对轴向位置相互匹配，以致随着轴(15)定位在理想深度上和支承部分(31)固定到轴(15)上，球面轴承的中心位置与连接件(17)的球形支承部分(27)的理想中心位置相重合。
6.如权利要求4或权利要求5所述的手术系统，其特征在于，定位元件(35)在其平下侧(37)的尺寸和形状以及下侧(37)处安装件(39)开口的位置、尤其是偏心位置方面至少大致与支承体(11)相一致。
7.如权利要求4-6中任一项所述的手术系统，其特征在于，定位元件(35)设置成环形盘的形状。
8.如权利要求4-7中任一项所述的手术系统，其特征在于，设置若干定位元件(35)，这些定位元件(35)在它们的平面下侧(37)尺寸和形状以及下侧(37)上安装件(39)开口的位置，尤其是偏心位置方面彼此均不相同。
9.如权利要求4-8任一项所述的手术系统，其特征在于，定位元件(35)至少具有一个挤压螺钉，该挤压螺钉可以从中立位置进入挤压位置，从而从定位元件(35)的下侧(37)伸出，以便从骨(19)的上侧(25)挤压定位元件(35)。
10.如权利要求4-9中任一项所述的手术系统，其特征在于，定位装置的支承部分(31)具有连接部分(43)，该连接部分(43)可以插入轴(15)的连接安装件(23)中，并且具有与不同于圆形的连接安装件(23)内横截面形状相匹配的外形，以便使定位装置相对于轴(15)对准。
11.如权利要求4-10中任一项所述的手术系统，其特征在于，过渡部分制成为定位装置的连接部分(43)与支承部分(31)之间的支撑和密封面(45)，当支承部分(31)固定到轴(15)上时，所述支撑和密封面接触轴(15)，并且相对于环境密封轴的内部。
12.如权利要求4-11中任一项所述的手术系统，其特征在于，借助于定位装置的夹紧装置(47)可把支承部分(31)固定在轴(15)上，而夹紧装置(47)与在轴(15)的连接安装件(23)上所制现有内螺纹(29)相配合。
13.如权利要求4-11中任一项所述的手术系统，其特征在于，支承部分(31)设置有圆柱形表面区(49)，以便连接定位元件(35)。
14.如权利要求13所述的手术系统，其特征在于，圆柱形表面区(49)的中心轴相对于支承部分(31)的纵轴(33)有斜度，该支承部分(31)的纵轴(33)位于倾斜区的外边，在轴定位期间，定位元件(35)可以采用该倾斜区。
15.如前述权利要求任一项所述的手术系统，其特征在于，预固定装置包括支撑件(51)，该支撑件(51)可以轴向固定在轴(15)的连接安装件(23)上，并在固定状态下用作连接件(17)夹紧部分(21)的端部止动件，该端部止动件可用锤敲进固定在连接安装件(23)中，而支撑件(51)最好与夹紧部分(21)和轴(15)的尺寸相匹配，以致在到达固定所需理想深度之前，支撑件(51)把夹紧部分(21)阻截在预固定深度，使连接件(17)易于拆下。
16.如权利要求15所述的手术系统，其特征在于，只要利用在轴(15)的连接安装件(23)上制作的现有内螺纹(29)拧入轴(15)内，便可把支撑件(51)轴向固定。
17.如权利要求15或权利要求16所述的手术系统，其特征在于，预固定装置包括补偿件(53)，该补偿件(53)可置于骨(19)与支承体(11)之间，以补偿理想深度与预固定深度之间的差值，并这样制作，要使平行于骨(19)上侧(25)的支承体(11)下侧(13)的对准度得到保证。
18.如权利要求17所述的手术系统，其特征在于，补偿件(53)设置成弹簧盘的形状，该弹簧盘最好制成整体和/或最好包括若干从底板(55)突出的弹簧舌。
19.如前述权利要求任一项所述的手术系统，其特征在于，预固定装置包括扩张元件(59)，尤其包括圆锥形的扩张元件，该扩张元件(59)可以插入连接件(17)的可扩张球形支承部分(27)，并且为了预固定扩张球形支承部分(27)可用锤把连接件(17)敲进轴(15)中，推动扩张元件(59)，进入所述球形支承部分(27)，如果支承体布置在球形支承部分(27)上，则借助于轴向固定在轴(15)上的支撑件(51)。
20.如前述权利要求任一项所述的手术系统，其特征在于，最后固定组件包括夹紧装置(71)，以夹紧支承体(11)，该支承体(11)预固定到在最好轴向可调的保持件(73)与最好轴向固定的支撑件(75)之间的连接件(17)上；及驱动工具，当支承体(11)被夹进时，可用该驱动工具推动预固定支承体(11)的扩张元件(59)进入最后固定位置，从而最后将支承体(11)固定。
21.如权利要求20所述的手术系统，其特征在于，可将驱动工具拧入到夹紧部分(21)，以便压入扩张元件(59)内，同时利用连接件(17)夹紧部分(21)上制作的现有内螺纹(22)，而扩张元件(59)的最后固定位置最好由驱动工具的拧入比力矩来预先确定。
22.如权利要求20或权利要求21所述的手术系统，其特征在于，支撑件(75)具有用于支承体(11)下侧(12)的支撑面(77)和用于连接件(17)的夹紧部分(21)的贯穿安装通道(79)，一方面，通过该安装通道(79)夹紧部分(21)可以接近驱动工具，另一方面，该安装通道形成为连接件(17)的旋转保障，因为它的内部横截面与不同于圆形的夹紧部分(21)外部横截面相匹配。
23.如权利要求22所述的手术系统，其特征在于，根据支承体(11)相对于连接件(17)的纵轴(33)的斜度，支撑件(75)的支撑表面(77)相对于最后固定装置的纵轴(81)是倾斜的。
24.如权利要求20-23中任一项所述的手术系统，其特征在于，最后固定装置包括两个底板(85、87)，该底板(85，87)被若干连接柱(83)保持在固定的轴向位置，而保持件(73)支撑在一个底板(85)上，支撑件(75)则支撑在另一个底板(87)上。
25.如前述权利要求任一项所述的手术系统，其特征在于，该手术系统包括锤击工具(91)，它可将锤击脉冲施加到布置在连接件(17)球形支承部分(27)上的支承体(11)上，从而把连接件(17)敲进轴(15)内，在所有情况下锤击工具(91)要施加的锤击脉冲量度可以预先设定，尤其是可以改变。
26.一种插入关节假体、尤其是肩关节假体的方法，该假体具有两个相配合的支承体(11、102)、尤其是关节头(11)和关节套(102)；轴(15)和连接件(17)，连接件(17)把轴(15)连接到一个支承体(11)上，其中借助于定位装置，在没有连接件(17)的情况下，把轴(15)定位在骨(19)中的理想深度；借助于预固定装置使支承体(11)相对于连接件(17)的理想位置预固定到定位于理想深度的轴(15)上；及随着从轴(15)上拆下连接件(17)，借助于最后固定装置把预固定理想位置最后固定下来。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，为了把轴(15)定位在骨(19)中，参照一块骨从定位装置的若干定位元件(35)中选择出匹配的定位元件(35)，该块骨与其准备的骨(19)预先分开，这些定位元件(35)在它们的平下侧(37)的尺寸和形状以及下侧(37)上安装件(39)开口的位置、尤其是偏心位置上彼此均不相同，所述定位元件(35)在其下侧(37)的尺寸和形状以及下侧(37)上它的安装件开口位置、尤其是偏心位置方面至少大致与支承体(11)相一致。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所选择的定位元件(35)以枢轴转动和旋转的方式连接到定位装置的支承部分(31)上，而相对于支承部分(31)沿着纵轴(33)的方向不能轴向运动。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，借助于定位装置的夹紧装置(47)，把装有选出的定位元件(35)的支承部分(31)固定到轴(15)上，而夹紧装置(47)与在轴(15)连接安装件(23)上所制的现有内螺纹(29)相配合。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，连接到装有选出的定位元件(35)支承部分(31)上的轴(15)插入骨(19)准备好的空腔中，并进入所确定的骨(19)中的理想位置，尤其是理想深度，其中枢轴转动和旋转支撑，但在支承部分(31)上不能轴向运动的定位元件(35)的下侧(37)在与要连接到轴(15)上的支承体(11)的理想取向相一致的取向上对准在骨(19)准备好的上侧(25)。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，用粘固粉灌入或用锤敲进，将轴(15)最后固定在其骨(19)内的理想位置上。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，从轴(15)和骨(19)上拆下支承部分(31)和定位元件(35)，最好拧动挤压螺钉，从骨(19)的上侧(25)挤压定位元件(35)，该挤压螺钉可以从中立位置进入压力位置，而从定位元件(35)的下侧(37)伸出。
33.如权利要求26至32中任一项所述的方法，其特征在于，为了预固定支承体(11)相对于连接件(17)的理想位置，特别要拧入轴(15)内，同时利用在轴(15)连接安装件(23)上制作的现有内螺纹(29)，把预固定装置的支撑件(51)轴向固定在轴(15)的连接安装件(23)里。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，预固定装置的扩张元件(59)、尤其是圆锥形的扩张元件插入连接件(17)的可扩张球形支承部分(27)，而扩张元件(59)最好进入预定的开始位置，在该开始位置，特别借助于具有深度止动件的柱塞，使连接件(17)的球形支承部分(27)稍微扩张，并且以枢轴转动和旋转的方式把支承体(11)置于连接件(17)的球形支承部分(27)上。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，把装有枢轴转动和旋转的支承体(11)的连接件(17)的夹紧部分(21)、尤其是锥形夹紧部分插入装有轴向固定支撑件(51)的轴(15)的连接安装件(23)里，而支撑件(51)与轴(15)和夹紧部分(21)的尺寸相匹配，以致夹紧部分(21)在预固定深度被支撑件(51)阻截，在到达把它固定在轴(15)中所需理想深度之前，在插入连接安装件(23)中时，使能拆下连接件。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，在把连接件(17)的夹紧部分(21)插入轴(15)的连接安装件(23)以补偿理想深度与预固定深度之间的差值之前，把预固定装置的补偿件(53)置于骨(19)与支承体(11)之间。
37.如权利要求35或权利要求36所述的方法，其特征在于，把预定量度的锤击脉冲施加到支承体上，这样借助于轴向固定在轴(15)上的支撑件(51)，使预先插入连接件(17)的球形支承部分(27)中的扩张元件(59)被进一步推动进入球形支承部分(27)，因此，球形支承部分(27)被张开到如此宽，以致支承体(11)相对于连接件(17)预固定在它的理想位置，通过把补偿件(53)预先置于骨(19)与支承体(11)之间，使平行于骨(19)上侧(25)的支承体(11)下侧(13)的对准度得到保证。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，在把锤击脉冲施加到支承体(11)之前，通过对准骨(19)，使枢轴转动和旋转支撑在连接件(17)球形支承部分(27)上的支承体(11)进入它相对于骨(19)的理想位置。
39.如权利要求26-38中任一项所述的方法，其特征在于，为了最后固定支承体(11)相对于连接件(17)的预固定理想位置，要使支承体(11)夹紧在最后固定装置的保持件(73)与支撑件(75)之间，并借助于驱动工具，进一步推动预固定支承体(11)的扩张元件(59)，使进入连接件(17)的可扩张球形支承部分(27)，达到预定的最后固定位置，最好利用在连接件(17)夹紧部分(21)上的内螺纹(22)，把驱动工具拧入夹紧部分(21)中。
40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，在借助于支撑件(75)压入扩张元件(59)期间，保证夹紧部分(21)不旋转。
41.如权利要求26-40中任一项所述的方法，其特征在于，从轴(15)连接安装件(23)上拆下支撑件(51)，将装有最后固定支承体(11)的连接件(17)夹紧部分(21)插入轴(15)的连接安装件(23)中，再把预定量度的锤击脉冲施加到支承体(11)上，致使夹紧部分(21)被敲进连接安装件(23)最后牢固夹紧的座上，并使支承体(11)进入它相对于骨(19)的理想位置。
42.如权利要求35-41中任一项所述的方法，其特征在于，在把夹紧部分(21)插入轴(15)中时，为了预固定和形成最后夹紧座，要使夹紧部分(21)的椭圆形横截面相对于轴(15)的连接安装件(23)对准在它的平面上，致使大椭圆轴在朝向侧面突出中表现为垂直。
43.如权利要求26-42中任一项所述的方法，其特征在于，使用如权利要求1到25中任一项所述的手术系统。
全文摘要
本发明涉及一种用于关节假体、尤其是肩关节假体的手术系统，它具有两个相配合的支承体、尤其是关节头和关节套；轴和连接件，该连接件把轴连接到一个支承体上，该系统包括定位装置，在没有连接件的情况下，借助于该定位装置可把轴定位在骨中的理想深度；预固定装置，借助于该预固定装置可使支承体相对于连接件的理想位置预固定在定位于理想深度的轴上，及最后固定装置，随着从轴上拆下连接件，借助于该最后固定装置可把预固定理想位置最后固定下来。
文档编号A61F2/02GK1494880SQ0315537
公开日2004年5月12日 申请日期2003年8月28日 优先权日2002年8月30日
发明者迈克尔·福雷尔, 托马斯·威利, 彼得·文特, 威利, 文特, 迈克尔 福雷尔 申请人:中心脉冲整型有限公司