专利名称：外科器械的制作方法
外科器械技术领域
本发明总体上涉及一种外科器械，其具有布置成用以制约两个构件之间的旋转运动的锁定机构。本发明的具体实施例涉及股骨尺寸测量(Sizing)导引器，其用于将切割模块(block)准确地定位在股骨的经切除的远侧部分上以便定位用于准备股骨端部来接纳假体植入物的切割平面。本发明还涉及使用外科器械、且具体是股骨尺寸测量导引器的方法。
背景技术：
在患者寿命期间，可能由于例如疾病或创伤而需要对患者进行关节置换手术。关节置换手术或关节成形术可包括采用将假体植入患者的骨骼之一中。
在关节置换手术的进行期间，通常重要的是在选择正确尺寸的假体方面给骨科医生提供一定程度的灵活性。特别是，假体将植入其中的骨骼的解剖结构可能由于患者的不同而有所变化。为了植入假体关节，通常需要对骨骼进行准备以接纳假体。对于假体膝关节而言，远侧股骨和近侧胫骨两者都可能需要准确地进行切除，以使骨骼端部成形为用以接纳植入物。对于作为第一预备步骤的准备远侧股骨而言，通过进行第一切除而在股骨的远端形成横向表面。该切除可利用在此未作详细描述的单独器械来定位。
股骨膝假体通常以标准尺寸范围提供。一旦选定，则股骨膝假体便必须定 位和取向成用以提供适当的旋转对准。假体尺寸的正确选择和假体相对于自然骨骼的正确定位对于确保已组装关节的自然运动极为重要。特别是，植入物必须定位成用以当膝伸展和弯曲时在股骨与胫骨之间提供适当的间隙，并确保周围组织良好地平衡。已知的是，相对于从踝间窝延伸到膝盖骨槽的Whiteside’s线(或前后线，Whiteside's line)来设定股骨假体的旋转。或者，可相对于连接上踝高点的经股骨上踝轴线来设定股骨假体的旋转。此外，可使用更多的解剖学参考标记。
已知的是，使用安装在经切除的远侧股骨表面上的股骨尺寸测量导引器来测量远侧股骨的尺寸，且具体是股骨踝的尺寸，并且指定导引孔口在股骨中的要求位置以将适当的切割模块固定到股骨上，从而准备股骨以接纳假体。包括股骨尺寸测量导引器的用于进行膝置换手术的外科器械套件由德普伊骨科公司(DePuy Orthopaedics, Inc.)以商标 Sigma High Performance Instruments进行销售。Sigma HP器械套件允许外科医生在大部分外科手术方法下进行全膝关节成形手术。
Sigma HP股骨尺寸测量导引器用来确定对于股骨假体的正确尺寸并将导引销定位成用以将切割模块支承在股骨的远端上。股骨尺寸测量导引器的本体部分安置在经切除的股骨表面上。后支脚在后踝下方自本体延伸。当后踝表面在Whiteside’s线大致居中地延伸穿过股骨尺寸测量导引器的情况下搁置在支脚上时，该尺寸测量导引器正确地定位。 当支脚正确地定位时，使用穿过固定位置销孔延伸到骨骼中的销可将本体固定到骨骼上。 触针(stylus)联接到本体上而使得它能够上升和下降并锁定就位。触针末梢在远侧股骨的前皮质上方延伸。触针也可围绕大致平行于经切除的表面延伸的轴线旋转并且可沿着大致平行于股骨纵向轴线的前皮质经过联接器而滑动至本体。触针的末梢在用于股骨假体的前切割部的预期离开点处定位在股骨的前皮质上。触针在踝支脚上方的高度可从本体上的刻度读出并指示所需假体的尺寸。触针上的刻度针对每个假体尺寸而言指示前皮质上的离开点。所选择的股骨假体尺寸决定将联接到股骨的远侧横向表面上的切割模块的尺寸。滑动经过尺寸测量导引器的触针位置和触针在支脚上方的高度设定为在相应刻度上的相同值(对应于股骨假体的尺寸)。当触针末梢刚好在触针扫过前皮质时而接触前皮质时，股骨假体的对应尺寸的前部将在骨骼的前表面处终止而不会留下凹窝或突出部。
存在两种使用Sigma HP器械套件来定位股骨假体的备选外科手术方法。这些方法称为“后上法(posterior up)”和“前下法(anterior down)”。后上法基于相对于远侧股骨的后侧(具体而言，如由尺寸测量导引器的支脚所参考的后踝表面)准确地定位切割模块。前下法基于相对于远侧股骨的前侧(具体地而言，触针的末梢)准确地定位切割导引器。对于现有的Sigma HP股骨尺寸测量导引器而言，通过将单独的导引模块联接至股骨尺寸测量导引器来确定导引销用以支承切割模块(用于形成前、后和倾斜切割部)的定位。
导引模块和它们联接到尺寸测量导引器的其余部分上的位置根据所选择的方法是后上法还是前下法而不同。此外，后上模块和前下模块可采用四种形式获得，每种形式都涉及股骨假体相对于Whiteside’s线或经股骨上踝轴线的不同旋转程度(股骨旋转0°、 3°、5。或7度)。对于前下方法而言，导引模块靠近触针而联接到尺寸测量导引器上并且包括翼状部(wing)，翼状部在股骨的横向远侧表面上向下延伸并且包括用于将导引销定位成用以支承所选择的切割模块的钻具导引器。导引模块还包括指示与Whiteside’s线对准的叶片。对于后上方法而言，导引模块在支脚上方靠近将本体固定至骨骼的销而联接到尺寸测量导引器上。后上导引模块包括翼状部，翼状部在股骨的横向远侧表面上方延伸并且包括钻具导引器。导引模块还包括指示与经股骨上踝轴线对准的参考表面。
一旦切割模块销已定位，则可移除股骨尺寸测量导引器并且可将适当的切割模块 (取决于所选择的股骨假体尺寸)定位在导引销上以进行前、后和倾斜切割。
为了将销定位成用以固定用于前下和后上外科手术方法的切割模块，并且定位在不同的旋转位置，现有的Si gma HP股骨尺寸测量导引器包括九个单独的构件。所得到的股骨尺寸测量导引器复杂并且具有多个部件，从而增加了装置的费用并且增加了可能使用的不正确模块而提供不当的股骨旋转程度或对于所选择切割模块的导引销不当位置的风险。
US-6458135-B1 (转让给 Howmedica Osteonics Corp.)公开了一种股骨尺寸测量导引器，其用于确定股骨膝假体的所需尺寸并用于确定将切割模块固定至股骨远端的对准孔的所需位置。该股骨尺寸测量导引器包括用于围绕沿着股骨轴向地延伸的枢转轴线而选择性枢转运动的支脚构件上的尺寸测量模块。该支脚构件包括抵靠后踝表面定位的一对支脚。旋转中心位于支脚之间。止动机构将旋转运动制约在预定角度位置。释放锁定机构并且手动转动该装置并将其锁定在所需位置。将尺寸测量模块定位在股骨经切除的横向远侧表面上。尺寸测量模块相对于支脚构件的旋转(且因此将穿过尺寸测量模块钻取的对准孔的位置的旋转)允许改变股骨假体围绕股骨的旋转位置。所需的股骨假体尺寸可利用尺寸测量模块上的导引结构或者经由联接至尺寸测量模块的触针来确定。
对于Howmedica装置而言，对准孔的位置是通过选择对应于联接到尺寸测量模块上的股骨假体的选定尺寸的适当钻具导引套管来直接参照后踝表面的。对于Howmedica器械套件而言，使用单个切割模块来进行初始前切割，并且前切割的位置通过每个钻具导引套管调节对准孔相对于支脚构件的位置而变化。通过尺寸测量模块与支脚构件之间的滑动联接，提供了对前切割位置的进一步调节。因此，Howmedica股骨尺寸测量模块仅允许外科医生采取后上外科手术方法。
US-7488324-B1 (转让给Biomet Manufacturing Corporation)公开了一种促进股骨膝假体的选择和取向的模块化股骨尺寸测量导引器。基座部分联接到股骨经切除的横向远侧表面上。伸展部分具有用以定位在后踝表面下方的一对支脚。伸展部分可旋转地联接至基座部分。旋转中心位于支脚之间。上部结构部分具有一对钻取导引装置，其用以制备轴向地延伸到股骨中以将切割模块联接到远侧股骨上的对准孔。上部结构还包括用以确定所需股骨假体尺寸的触针。
为了定位对准孔，Biomet股骨尺寸测量导引器包括用以使伸展部分相对于基座部分旋转(由此使钻具导引器围绕股骨轴线旋转)的第一致动器。该尺寸测量导引器还包括用以调节上部结构相对于基座部分的高度(由此相对于支脚升高或降低钻具导引器)的第二致动器。
对于Biomet装置而言，对准孔的位置是通过控制第二致动器以降低触针且因此降低钻具导引器直到触针的末梢与前皮质相接触来参照触针末梢的。因此，Biomet股骨尺寸测量模块于是仅允许外科医生采用前下外科手术方法。
本发明的实施例的一个目的是消除或减轻与现有技术相关的一个或多个问题，而不论其是在文中还是在其它地方确定。具体而言，本发明的实施例的一个目的是提供一种股骨尺寸测量导引器，其用于选择股骨假体并确定该假体在股骨远端上的位置和取向。发明内容
根据本发明的第一方面，提供有一种外科器械，该外科器械包括具有第一面的第一构件；第二构件，其联接至第一构件而使得第一构件和第二构件能相对于彼此旋转；以及锁定机构，其包括联接到第二构件上的具有第二面的第三构件，第三构件相对于第二构件的运动布置成用以使第二面与第一面接合或分离，以便选择性地制约或允许第一构件与第二构件之间的旋转；其中，所述面中的一个包括围绕第一构件与第二构件之间的旋转中心以第一角度节距间隔开的第一排两个或更多凹槽或齿以及与第一角度节距并不对应的至少又一个凹槽或齿；并且其中，所述面中的另一个包括布置成用以接合第一排凹槽或齿中的一个以便将旋转选择性地制约在第一构件与第二构件之间的第一旋转位置范围内的两个或更多预定旋转位置的第一齿或第一凹槽，所述面中的所述另一个布置成用以接合上述至少又一个凹槽或齿，以便将第一构件与第二构件之间的旋转选择性地制约在又一个预定旋转位置。
有利的是，根据本发明的实施例的外科器械允许在预定位置处将第一旋转构件和第二旋转构件相对于彼此锁定。具体的实施例涉及协助外科医生在术中选择股骨假体和确定该假体在股骨远端上的位置和取向的股骨尺寸测量导引器。有利的是，可使用股骨尺寸测量导引器来设定股骨假体围绕股骨纵向轴线的取向。
第三构件可包括枢转地联接到第二构件上的杠杆(lever)。
所述第一排可包括一排两个或更多凹槽，并且所述第一齿或第一凹槽可包括第一
所述第一排和所述至少又一个凹槽或齿可定位在所述第一构件的所述第一面上， 并且所述第一齿或第一凹槽可定位在所述第二构件的所述第二面上。
在一个实施例中，本发明提供一种外科器械，该外科器械包括第一构件；第二构件，其联接至第一构件而使得第一构件和第二构件能相对于彼此旋转；以及锁定机构，其包括联接到第二构件上的杠杆，该杠杆相对于第二构件的运动布置成用以使杠杆与第一构件接合或分离，以便选择性地制约或允许第一构件与第二构件之间的旋转；其中，第一构件包括第一排两个或更多凹槽，并且杠杆包括第一齿，该第一齿布置成用以接合第一排凹槽中的一个，以便将第一构件与第二构件之间的旋转选择性地制约在该构件之间的第一旋转位置范围内的两个或更多预定旋转位置；其中，第一构件包括至少又一个凹槽，杠杆布置成用以接合该至少又一个凹槽，以便将第一构件与第二构件之间的旋转选择性地制约在该构件之间的第二旋转位置范围内的又一个预定旋转位置；并且其中，第一排两个或更多凹槽包括围绕第一构件与第二构件之间的旋转中心以第一角度节距间隔开的凹槽，并且该至少又一个凹槽的旋转位置与第一角度节距并不对应。
该至少又一个凹槽或齿可限定该构件之间的0°旋转位置，并且第一排两个或更多凹槽或齿至少限定与0°旋转位置偏离3°、5°和7°的旋转位置。
第一旋转位置范围可在上述又一个旋转位置的任一侧延伸。
上述第一排两个或更多凹槽或齿可在上述又一个旋转位置处中断。
所述另一个面可布置成用以接合所述第一面和第二面中的第一个，所述另一个面可包括以第一角度节距间隔开并且布置成用以接合第一排两个或更多凹槽的第二排齿或凹槽，所述另一个面的宽度小于第一排两个或更多凹槽或齿在上述又一个旋转位置处的中断宽度。
上述一排齿或凹槽中的一个可布置成用以接合上述至少又一个凹槽或齿，以将第一构件与第二构件之间的旋转选择性地制约在上述又一个预定旋转位置。
所述第二排齿或凹槽中的所述一个可比其余的齿或凹槽更长而使得它可接合上述至少又一个凹槽或齿，同时其余 的齿或凹槽不会延伸至该至少又一个凹槽。
根据本发明的第二方面，提供有一种股骨尺寸测量导引器，其用于在股骨远端处的横向于股骨纵向轴线的经切除的股骨表面中定位对准轴线的股骨尺寸测量导引器，该股骨尺寸测量导引器包括如上所述的外科器械；其中，第一构件包括支脚构件，其具有布置成用以搁置抵靠在经切除的股骨表面上的第一表面，该支脚构件还包括布置成用以在相应的后踝下方延伸并且搁置抵靠在股骨后踝表面上的第一支脚和第二支脚，并且第二构件包括伸展构件；其中，该股骨尺寸测量导引器还包括上部结构，其联接到伸展构件上并且布置成用以朝向和远离支脚而平行于经切除的股骨表面滑动；以及触针，其联接到上部结构上并且布置成使得当支脚构件的第一表面搁置抵靠在经切除的股骨表面上时，触针的末梢在股骨上方延伸而使得上部结构朝向支脚的滑动致使触针末梢与股骨的前皮质相接触；其中，上部结构还包括第一导引孔，该第一导引孔限定在距触针末梢在经切除的股骨表面的平面中的水平(level)的预定距离处延伸到经切除的股骨表面中的第一对准轴线；并且其中，伸展构件限定第二导引孔，该第二导引孔限定第二对准轴线，该第二对准轴线延伸到经切除的股骨表面中而使得第一导引孔与第二导引孔之间的距离随着上部结构相对于本体滑动而变化。
上部结构可包括限定第一对对准轴线的第一对导引孔，并且伸展构件限定第二对导引孔，该第二对导引孔限定第二对对准轴线，并且其中，导引孔包括用于在经切除的股骨表面中钻取孔的钻具导引器或者布置成用以沿着对准轴线引导延伸到经切除的股骨表面中的销。
伸展构件可布置成用以围绕延伸到经切除的股骨表面中的轴线而相对于支脚构件旋转，该旋转轴线位于支脚构件的第一表面的平面中而在支脚之间延伸的线上。
第二对导引孔可包括从伸展构件延伸并穿过支脚构件内的一个或更多弧形槽口的导引孔套筒，该弧形槽口或每个弧形槽口沿着具有围绕支脚构件与伸展件之间的旋转中心的第一曲率半径的曲线延伸，使得导引孔套筒能沿着该弧形槽口或每个弧形槽口滑动。
该股骨尺寸测量导引器还可包括保持条，该保持条在导引孔套筒之间延伸而使得支脚构件截留在保持条与伸展件之间，以将伸展件联接到支脚构件上。
支脚构件还可包括布置成用以接纳固定销以将支脚构件固定到骨骼的经切除的表面上的一对固定孔，该固定孔包括从支脚构件延伸并穿过伸展构件内的一个或更多弧形槽口的固定孔套筒，该弧形槽口或每个弧形槽口沿着具有围绕支脚构件与伸展件之间的旋转中心的第二曲率半径的曲线延伸，使得固定孔套筒能沿着该弧形槽口或每个弧形槽口滑动，第二曲率半径不同于第一曲率半径。
该股骨尺寸测量导引器还可包括从支脚构件或伸展件延伸并接纳在形成于支脚构件和伸展件中的另一者中的弧形槽口内的栓塞(spigot)，该弧形槽口沿着具有围绕支脚构件与伸展件之间的旋转中心的第三曲率半径的曲线延伸，使得栓塞能沿着弧形槽口滑动，第三曲率半径不同于第一曲率半径和第二曲率半径。
第一对对准轴线可位于第一平面中，而第二对对准轴线可位于第二平面中，使得上述平面之间的距离随着上部结构相对本体滑动而改变。
第一平面和第二平面可以是平行的，并且本体可包括布置成用以抵靠经切除的股骨表面承载的第一表面，其中，对准轴线布置成以预定角度延伸到经切除的股骨表面中。
导引孔可包括用于在经切除的股骨表面中钻取孔的钻具导引器，或者可布置成用以沿着对准轴线引导延伸到经切除的股骨表面中的销。
支脚构件还可包括布置成用以接纳固定销以将支脚构件固定到骨骼的经切除表面上的至少一个固定孔。
上部结构可包括头部以及第一臂和第二臂，第一臂和第二臂从头部朝向本体延伸而使得它们与本体滑动接触，这些臂限定该第一导引孔或每个第一导引孔。
该股骨尺寸测量导引器还可包括支承杆，该支承杆从本体延伸并接纳在上部结构的头部中的内孔中而使得随着上部结构朝向和远离支脚滑动时该支承杆穿过该内孔传输。
该股骨尺寸测量导引器还可包括锁定旋钮(knob)，该锁定旋钮联接到上部结构的头部上并且布置成用以将上部结构锁定到支承杆上而制约上部结构相对于本体的进一步滑动。
触针可包括长形槽口，该长形槽口布置成用以联接到上部结构的头部上而使得触针横向于支承杆从上部结构延伸，该触针槽口布置成允许触针相对于支承杆滑动和围绕支承杆旋转。
触针包括横向于支承杆延伸的第一部分和相对于第一部分倾斜而使得触针末梢指向股骨前皮质的第二部分。
根据本发明的第三方面，提供有一种选择性地制约或允许外科器械的第一构件和第二构件之间的旋转的方法，该方法包括将具有第一面的第一构件联接到第二构件上，使得第一构件和第二构件能相对于彼此旋转；将包括具有第二面的第三构件的锁定机构联接到第二构件上，使得第三构件能相对于第二构件运动而使第二面与第一面接合或分离，以便选择性地制约或允许第一构件与第二构件之间的旋转；其中，所述面中的一个包括围绕第一构件与第二构件之间的旋转中心以第一角度节距间隔开的第一排两个或更多凹槽或齿以及与第一角度节距并不对应的至少又一个凹槽或齿；并且其中，所述面中的另一个包括布置成用以接合第一排凹槽或齿中的一个以便将旋转选择性地制约在第一构件与第二构件之间的两个或更多预定旋转位置的第一齿或第一凹槽，所述面中的所述另一个布置成用以接合上述至少又一个凹槽或齿，以便将第一构件与第二构件之间的旋转选择性地制约在又一个预定旋转位置。
在一个实施例中，本发明提供一种选择性地制约或允许外科器械的第一构件和第二构件之间的旋转的方法，该方法包括将第一构件联接到第二构件上，使得第一构件和第二构件能相对于彼此旋转；将包括杠杆的锁定机构联接到第二构件上，使得杠杆能相对于第二构件运动而使杠杆与第一构件接合或分离，以便选择性地制约或允许第一构件与第二构件之间的旋转；其中，第一构件包括第一排两个或更多凹槽，并且杠杆包括第一齿，该第一齿布置成用以接合第一排凹槽中的一个，以便将第一构件与第二构件之间的旋转选择性地制约在构件之间的第一旋转位置范围内的两个或更多预定旋转位置；并且其中，第一构件包括至少又一个凹槽，杠杆布置成用以接合该至少又一个凹槽，以便将第一构件与第二构件之间的旋转选择性地制约在构件的第二旋转位置范围内的又一个预定旋转位置。
现将参照附图仅以示例方式描述本发明的实施例，在附图中图1和图2示出了根据本发明的一个实施例的股骨尺寸测量导引器从不同视角的第一视图和第二视图； 图3和图4示出了图1和图2的股骨尺寸测量导引器从不同视角的分解视图；图5A和图5B示出了图1和图2的股骨尺寸测量导引器的锁定机构的部件的扩大视图；以及图6示出了联接到股骨端处的经切除表面上的图1的股骨尺寸测量导引器。
具体实施方式
在根据本发明的一个实施例的股骨尺寸测量导引器能使用之前，股骨的远端必须经历初始切除以去除股骨的远侧部分，从而形成横向于股骨纵向轴线的表面。股骨尺寸测量导引器布置成用以允许在经切除的表面中钻取对准孔或者安放从经切除的表面延伸的导引销。具体而言，根据本发明的实施例的股骨尺寸测量导引器包括钻具导引孔，钻具导引孔允许在骨骼经切除的表面中钻取孔或者允许导引销穿过钻具导引器直接插入骨骼中。对准孔或导引销用来将切割模块定位在骨骼表面上，以对股骨的端部进行成形切除。因而，对准孔/导引销相对于踝/前皮质在股骨尺寸测量导引器上通过钻具导引器所确定的位置和它们围绕股骨轴线的旋转位置决定了股骨假体的最终植入位置。
如上文结合已知Sigma HP股骨尺寸测量导引器所指出那样，存在用于定位切割模块以准备股骨的远端来接纳股骨膝假体的两种基本选择前下法和后上法。该选择部分地取决于外科医生的偏好。前下方法以对假体后踝位置的较少控制为代价而防止远侧股骨的前皮质陷凹或股骨假体突出。后上方法允许对后踝位置的准确控制且因此当膝弯曲时对关节张力的更好控制。股骨假体可在具有规则尺寸增量的尺寸范围内提供。例如，股骨假体可以3_的增量提供，但将应理解，其它增量也是可能的。根据本发明的实施例的股骨尺寸测量导引器需要将延伸到经切除的表面中的导引孔或销定位在相对于前皮质或后踝恒定的位置处，而不论所选择的股骨假体尺寸如何。触针对适当尺寸的植入物提供导引且因此对切割模块提供导引以便使用。由于使用股骨尺寸测量导引器来选择导引销的位置，故切割模块可设计成在销孔与骨骼切割部的位置之间具有固定距离，而不需要切割模块允许相对于销位置调节骨骼切割部的位置。切割模块可提供允许外科医生控制切割模块相对于前皮质或后踝的位置的进一步调节手段。对于具有3mm尺寸增量的示例性股骨假体范围，切割模块可布置成用以允许每个切割模块相对于导引销或导引孔(且因此相对于前皮质或后踝)的位置在+/-1. 5mm内。这允许适应落入股骨假体标准尺寸之间的股骨的灵活性。切割模块调节手段可包括用以接纳每个导引销的一系列的三个孔。第一孔位于正常位置，而其它孔位于第一孔上方和下方1. 5mm处。
图1和图2示出了根据本发明的一个实施例的股骨尺寸测量导引器的透视图。图 3和图4示出了分解视图。股骨尺寸测量导引器包括共同形成本体6的支脚构件2和伸展件4。支脚构件2和伸展件4可旋转地联接在一起，如下文将更详细地描述。支脚构件2包括在使用中抵靠股骨经切除的远侧表面安放的第一侧8(图2和图4中可见)。类似的是， 伸展件4也具有用以抵靠股骨承载的第一表面10 (图2和图4中可见)。支脚构件2包括在使用中在后踝下方延伸的第一和第二支脚12。具体而言，支脚定位表面14布置成用以抵靠相应的后踝表面承载以将股骨尺寸测量导引器定位在经切除的股骨表面上。支脚构件 2还包括第一和第二销孔16。当股骨尺寸测量导引器正确地定位在经切除的股骨表面上而使得支脚定位表面抵靠相应的后踝表面承载时，固定销穿过销孔16而被推入到经切除的骨表面中以将股骨尺寸测量导引器固定到位，从而防止支脚构件2相对于股骨的进一步运动。
伸展件4可旋转地联接到支脚构件2上而使得当支脚构件2钉牢到股骨上时，该伸展件能通过在骨骼表面上滑动而旋转。旋转中心大致位于支脚12之间而使得当股骨尺寸测量导引器钉牢到骨骼上时，该旋转中心与Whiteside’s线大致对准。然而，在旋转中心处并不存在枢转连接。有利的是，这允许外科医生清楚看到Whiteside’s线，从而有助于确定股骨假体的所需旋转对准。伸展件4包括由从支脚构件2和伸展件4的旋转中心射出的曲线所限定的第一和第二弧形凹槽18。每个凹槽18都布置成用以接纳支脚构件销孔16的伸出套筒部分20而使得当伸展件4相对于支脚构件2旋转时，其运动由于销孔套筒20穿过凹槽18滑动而受到制约。伸展件4相对于支脚构件2的旋转运动范围受抵靠弧形凹槽 18的封闭外端承载的销孔套筒2所O限制。
伸展件4还包括对后上方法而言用于确定延伸到经切除的股骨中的对准孔或导引销的轴线的第一对导引孔22，如下文将更详细地描述。导引孔22包括延伸穿过形成在支脚构件2中的弧形凹槽26的套筒部分24。支脚构件槽口 26在它们延伸到支脚构件2的边缘时是开口的，并且由具有比对于伸展件槽口 18的曲率半径更大的曲率半径的曲线所限定。槽口 18和26围绕相同的曲率中心延伸。随着伸展件4相对于支脚构件2旋转，导引孔套筒24沿着支脚构件凹槽26滑动。伸展件4相对于支脚构件2的旋转运动范围还受抵靠支脚构件凹槽26的封闭端承载的导引孔套筒24所限制。
为了将伸展件4固定到支脚构件2上，保持条28在导引孔套筒24之间延伸而使得支脚构件2夹置在伸展件4与保持条28之间。为了向已组装的股骨尺寸测量导引器提供进一步的稳定性，栓塞29(图1和图2中不可见)从支脚构件2延伸到形成在伸展件4 中的弧形槽口 30中，使得栓塞29随着伸展件相对于支脚构件2旋转而在槽口 30内滑动。 弧形槽口 30由从支脚构件2与伸展件4之间的旋转中心射出的曲线所限定。
锁定机构设置成用以在预定旋转位置将伸展件4锁定到支脚构件2上。锁定机构包括枢转地联接到伸展件4上的杠杆32。杠杆32由触发器34来操作，具体是通过抵靠从伸展件4向外延伸的条36挤压触发器34来操作。杠杆32由在形成于触发器34上的凸耳 37与条36之间延伸的弹簧(未示出)朝向支脚构件2偏压而使得当触发器34被释放时， 杠杆抵靠支脚构件2承载以防止伸展件的进一步旋转。杠杆32包括凹槽38，凹槽38联接到形成在伸展件4内的条39上以允许杠杆相对于伸展件4旋转。将应理解，用于 将杠杆32 联接到伸展件4上的备选机构是可能的，唯一的要求是提供杠杆32与支脚构件2之间的相对运动以允许锁定和解锁。例如，可设置销压配合到大致在凹槽38的位置处形成在杠杆32 中的孔中。该销可接纳在伸展件4中的孔内并在该孔内旋转。下文更详细地描述该锁定机构。
股骨尺寸测量导引器还包括联接到伸展件4上并且布置成用以大致朝向和远离支脚12而相对于伸展件4滑动的上部结构40。上部结构40包括头部42和向下延伸并且布置成用以在形成在伸展件4的侧面中的通道46内滑动运动的臂44。支承杆48从伸展件4的中央部分向上延伸并穿过上部结构头42。支承杆48连同在通道46内滑动的臂44 一起用于控制上部结构40的滑动运动并防止在其滑动时上部结构40相对于伸展件4扭转。上部结构40可通过拧紧锁定旋钮50而相对于伸展件4锁定到位，该锁定旋钮将套爪 (collet) 51 (图3和图4中可见)压紧在支承杆48上。
上部结构40还包括朝向臂44的自由端定位的第二对导引孔52。第二对导引孔 52对于前下方法而言用于确定延伸到经切除的股骨中的对准孔的轴线，如下文将更详细地描述。上部结构导引孔52用作对伸展件导引孔22的替代，如下文将作为使用股骨尺寸测量导引器的外科技术的一部分进行描述。上部结构导引孔52包括套筒，使得在使用中套筒的末梢与经切除的骨骼表面相接触。
股骨尺寸测量导引器还包括联接到上部结构40的头部42上的触针53。触针53 布置成当股骨尺寸测量导引器联接到股骨经切除的远侧表面上时在股骨的远端上方(或越过股骨的远端)延伸。触针53联接到上部结构40上，使得它从头部42大致以90°延伸到支承杆48的轴线。触针53包括布置成用以接合头部42的颈部56而使得触针能相对于头部42滑动并能围绕本体部分42旋转的长形槽口 54。触针槽口 54还包括布置成用以越过头部42的上侧和锁定旋钮50以使触针53与股骨尺寸测量导引器分离的扩大部分57。触针53还在第一端包括用以使触针53相对于上部结构40旋转并使槽口 54在上部结构40 的颈部56上滑动的手柄58。
在第二端，触针53朝向触针末梢60向下弯曲。触针末梢60布置成通过使触针53 相对于上部结构40滑动和旋转并通过使上部结构40相对于伸展件4滑动来与股骨的前皮质相接触。触针53具有沿着槽口 54的两侧进行标记的刻度62。刻度62上的每个标记都对应于所选择的股骨假体尺寸。触针的位置由触针刻度62上在本体部分42的触针手柄侧邻近头部42的标记指示。类似的是，伸展件4也包括沿着伸展件4的两侧进行标记的刻度 64。伸展件刻度64上的每个标记都对应于所选择的股骨假体尺寸。上部结构40相对于伸展件4的位置由上部结构刻度64上邻近上部结构导引孔52的中心的标记指示。触针刻度 62和上部结构刻度64两者都指示相同的股骨假体尺寸范围。当上部结构40和触针53两者都定位在刻度64、62上的对应位置时，则触针末梢60指示前皮质上用于所选择尺寸的股骨假体的离开点。上部结构40和触针53两者都根据它们各自的刻度来调节，直到当触针末梢60扫过前皮质时触针末梢60刚好与骨骼的前皮质相接触。因而，刻度62、64指示所需的股骨假体尺寸，如下文将结合使用股骨尺寸测量导引器的外科技术的其余部分详细描述。
现在参见图5A和图5B，这些图示出了尺寸测量导引器锁定机构的扩大部分，以便能更清楚地理解锁定机构的操作。图5A示出了与伸展件4分离的杠杆32。杠杆32是从与图3的分解视图相同的视角示出。图5B示出了与伸展件4分离的支脚构件2的部分。支脚构件2是从与图4的分解视图相同的视角示出。图5A的杠杆32和图5B的支脚构件是从不同的视角察看，以允许察看到每个构件的互相面对的部分。
如上所述，杠杆32联接到伸展件4上而使得它能旋转成与支脚构件2接触和分离，以锁定伸展件4相对于支脚构件2的旋转位置。杠杆32朝向支脚构件2受到偏压，但该偏压可通过外科医生朝向条36挤压触发器34来克服。杠杆32具有抵靠支脚构件2上的棘爪板72承载的杠杆面70。杠杆面70具有抵靠棘爪面72上的弯曲棘爪76承载的一排齿74。当触发器34抵靠条36受到挤压时，齿74与弯曲棘爪76分离。伸展件4能在受套筒20和24在相应的槽口 18和26内的运动所限制的预定旋转范围内相对于支脚构件2自由地旋转。
当触发器34被释放时，齿74接合弯曲棘爪76，从而致使伸展件4相对于支脚构件 2的取向被限制在一系列的预定旋转位置。例如，锁定机构可布置成用以允许以0° (其对应于对称直立位置)相对于支脚构件2锁定伸展件4。随着伸展件4相对于支脚构件2旋转，竖直杆48也旋转。杆48用作对伸展件的正确旋转位置的视觉参考。当杆48与大致对应于远侧股骨的前后轴线的Whiteside’s线对准时，指示了伸展件4相对于支脚构件2的正确旋转位置。另外，形成在导引套筒52的可视端中的水平线用作用于对准伸展件相对于经股骨上踝轴线的旋转的视觉参考。伸展件4相对于支脚构件2的旋转可相对于0°位置以+ /-3°、5°或7°进行锁定。当锁定机构被释放时，伸展件4可自由地旋转，直到杆48 与Whiteside’s线对准。于是，锁定机构可被接合。齿74与弯曲棘爪76的相互作用用于使伸展件4相对于支脚构件2的位置固定在最接近的位置。有利的是，尽管锁定机构较小， 但它仍允许准确选择O°和+/-3°、5°或7° 的偏离。这一选择通过在弯曲棘爪76内设置两组凹槽来实现。上棘爪78具有2°节距并且设置在二者之间具有间隙的两个单独的部分中。上棘爪78的每个部分都与相对于中心线80为+/-3°、5°或7°的凹槽对准。上棘爪78中的凹槽布置成用以接合杠杆面70上的对应齿74。因此，上棘爪76允许将伸展件4相对于支脚构件2的取向固定在通过箭头90表示的预定旋转范围的第一部分内的预定位置(+/-3°、5° 或 7° )。弯曲棘爪76还包括第二下棘爪82，该下棘爪包括与0°位置对准的单个凹槽。将应理解，第二棘爪82可与第一棘爪78重叠，如图5B中所示，只要存在充分的对准差异以便允许第一棘爪接合而不干涉第二棘爪，且反之亦然，如现将描述。杠杆齿74具有布置成当杠杆横越弯曲棘爪76居中地定位时接合下棘爪凹槽82的长形中央齿84。通过箭头92表示的伸展件4相对于支脚构件2的预定旋转范围的第二中央部分内仅存在单个凹槽84。因此，伸展件4只能在预定旋转范围的第二部分92内的单个位置处相对于支脚构件锁定。将应理解，在本发明的备选实施例中，可存在预定旋转范围的超过两个的单独部分，每个部分都支承布置成与杠杆32分离地接合以允许相对于支脚构件锁定伸展件的棘爪。此外，在旋转范围的每个部分内，对应的棘爪可布置成用以允许根据凹槽的数量将伸展件相对于支脚构件的取向锁定在一个或更多预定取向。凹槽82具有防止中央杠杆齿84停留在旋转范围的第二部分92内的其它位置的宽台肩。上棘爪78在旋转范围的第二部分92中具有间隙。 这防止杠杆齿的其余部分与上棘爪冲突。由于中央杠杆齿84以与杠杆齿74的其余部分相同的节距包括齿的延伸部，故当杠杆在旋转范围的第一部分中接合上棘爪时，中央齿84与上棘爪76啮合。将应理解，由于上棘爪78在+/-3°、5°或7°的位置具有2°节距，故对于该棘爪将不可能适应0°位置。设置包括与一个或更多伸出齿相接合的以0°为中心的一个或更多凹槽的单独棘爪也允许选择0°位置。将应理解，单个棘爪可备选地设置有具有1°节距的齿。然而，具有1°齿的棘爪将具有很小的齿而不能将伸展件4牢固地锁定到支脚构件2上，或者将必须在大面积上延伸。分开接合的两个单独棘爪的布置解决了这些问题。将应理解，存在可借以实现这一效果的其它机构。例如，可省略中央凹槽82，并且包括所有齿74的整个杠杆面70可布置成用以接纳在上棘爪76的中央的间隙中以将机构锁定在0°位置。亦即，上棘爪76中的整个间隙可包括至少又一个凹槽。其它布置对于本领域技术人员来说将显而易见，其中杠杆可在与棘爪节距并不对应的位置接合具有第一规则节距的棘爪。现将结合图6描述使用根据本发明的一个实施例的股骨尺寸测量导引器的方法，其中，图6示出了联接到骨骼经切除的远侧部分上的股骨尺寸测量导引器。支脚构件2抵靠骨骼端部定位，使得表面8与骨骼接触并且支脚12在后踝下方延伸。然后，使支脚构件移过经切除的表面，直到支脚定位表面14抵靠后踝表面承载(亦即，股骨尺寸测量导引器居中地位于骨骼端部上)。然后，通过使固定销穿过支脚构件中的孔16进入骨骼中可将股骨尺寸测量导引器固定到该骨骼上。然后，可设定伸展件的旋转对准(且因此可设定用于固定切割模块和所得到的股骨假体的导引销的旋转对准)。例如通过使伸展件4相对于支脚构件2旋转直到杆48与Whiteside’s线对准，可利用解剖学标志在术前计划期间或术中确定所需的旋转对准。通过将触发器34和条36挤压在一起以释放锁定机构并且然后手动旋转伸展件4和上部结构40来设定旋转。当相对于支脚构件上的标记96在伸展件上的刻度94上对所需的旋转进行设定并检查时，通过释放触发器34来使锁定机构接合。
如上所述，通过相对于伸展件4上的刻度64调节上部结构40的高度，可针对不同尺寸的股骨假体来设定尺寸测量导引器。上部结构40通过释放和拧紧旋钮50以使套爪51夹持或释放杆48来提升和降低。另外，触针53的位置通过使触针槽口 54在伸展件颈部56上滑动并读取刻度62上的触针位置来设定。对于针对刻度62上的触针所选择的每个股骨假体而言，应将上部结构设定为刻度64上的相同尺寸。在外科医生已对于前切割部所选择以离开骨骼的位置处将触针的末梢60定位在股骨的前皮质上。然后，通过使上部结构40相对于伸展件4滑动，将刻度62上所选择的股骨假体尺寸转换成刻度64，对于所选择的假体尺寸而言理想的是，触针末梢应刚好触碰前皮质；然而，在实践中，触针末梢可能在由上部结构40相对于伸展件4的位置指示的假体尺寸介于两个标准假体尺寸之间的位置处触碰前皮质。选择下一个最大假体还是选择下一个最小假体在于外科医生的选择。然后，可将用以支承切割模块的导引销插入穿过下对准孔22 (对于后上方法而言)或上对准孔52 (对于前下方法而言)。前下方法与后上方法之间的选择与对于上述Sigma HP器械套件而言是相同的。要么经对准孔将导引销插入骨骼中，要么可在骨骼中钻取对准孔。然后，移除尺寸测量导引器并利用导引销或孔来安装切割导引器，以针对所选尺寸的股骨假体进行成形切除。上述本发明的实施例主要涉及联接到外科器械的一个构件上并且布置成用以运动来接合枢转地联接到第一构件上的另一个构件的杠杆。然而，将应理解，更多锁定机构落入本发明的范围内。例如，代替杠杆，可设置有滑动按钮或任何其它此类合适的机构。另夕卜，本领域技术人员将应理解，在将本发明的实施例描述为具有特定的齿和凹槽布置的情况下，本发明相比于此更为宽广。特别是，外科器械的杠杆和第一构件上的相应结构可以调换。此外，在任何情况下，齿和凹槽都可以互换，例如使得单个凹槽接合一排齿中的一个。更一般而言，本发明涉及用于将第一构件与第二构件之间的旋转运动选择性地制约在预定数量的旋转位置之一的任何机构，所述预定数量的旋转位置包括第一角度节距的两个或更多位置和未落入第一角度节距内的至少又一个位置。对本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离所附权利要求范围的前提下，可对本发明作出进一步修改，并且从本文的教导可以发现本发明的更多应用。
权利要求
1.一种外科器械，包括 具有第一面的第一构件； 第二构件，其联接到所述第一构件上而使得所述第一构件和所述第二构件能相对于彼此旋转；以及 锁定机构，其包括联接到所述第二构件上的具有第二面的第三构件，所述第三构件相对于所述第二构件的运动布置成使所述第二面与所述第一面接合或分离，以便选择性地制约或允许所述第一构件与所述第二构件之间的旋转； 其中，所述面中的一个包括围绕所述第一构件与所述第二构件之间的旋转中心以第一角度节距间隔开的第一排两个或更多凹槽或齿以及与所述第一角度节距并不对应的至少又一个凹槽或齿；并且 其中，所述面中的另一个包括布置成用以接合所述第一排凹槽或齿中的一个以便将旋转选择性地制约在所述第一构件与所述第二构件之间的第一旋转位置范围内的两个或更多预定旋转位置的第一齿或第一凹槽，所述面中的所述另一个布置成用以接合所述至少又一个凹槽或齿，以便将所述第一构件与所述第二构件之间的旋转选择性地制约在又一个预定旋转位置。
2.根据权利要求1所述的外科器械，其特征在于，所述第三构件包括枢转地联接到所述第二构件上的杠杆。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的外科器械,其特征在于,所述第一排包括一排两个或更多凹槽，并且所述第一齿或第一凹槽包括第一齿。
4.根据前述权利要求中任一项所述的外科器械，其特征在于，所述第一排和所述至少又一个凹槽或齿定位在所述第一构件的所述第一面上，并且所述第一齿或第一凹槽定位在所述第二构件的所述第二面上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的外科器械，其特征在于，所述至少又一个凹槽或齿限定所述构件之间的0°旋转位置，并且所述第一排两个或更多凹槽或齿至少限定与所述0°旋转位置偏离3°、5°和7°的旋转位置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的外科器械，其特征在于，所述第一旋转位置范围在所述又一个旋转位置的任一侧延伸。
7.根据权利要求6所述的外科器械，其特征在于，所述第一排两个或更多凹槽或齿在所述又一个旋转位置处中断。
8.根据权利要求7所述的外科器械，其特征在于，所述第一齿或凹槽包括以所述第一角度节距间隔开并且布置成用以接合所述第一排两个或更多凹槽或齿的第二排齿或凹槽，所述第二排齿或凹槽的宽度小于所述第一排两个或更多凹槽或齿在所述又一个旋转位置处的中断宽度。
9.根据权利要求8所述的外科器械，其特征在于，所述第二排齿或凹槽中的一个布置成用以接合所述至少又一个凹槽或齿，以将所述第一构件与所述第二构件之间的旋转选择性地制约在所述又一个旋转位置。
10.根据权利要求9所述的外科器械，其特征在于，所述第二排齿或凹槽中的所述一个比其余齿或凹槽更长，使得它可接合所述至少又一个凹槽或齿，同时所述第二排的其余齿或凹槽不会延伸到所述至少又一个凹槽或齿。
11.一种用于在股骨远端处的横向于股骨纵向轴线的经切除的股骨表面中定位对准轴线的股骨尺寸测量导引器，所述股骨尺寸测量导引器包括 根据前述权利要求中任一项所述的外科器械； 其中，所述第一构件包括支脚构件，其具有布置成用以搁置抵靠所述经切除的股骨表面的第一表面，所述支脚构件还包括布置成用以在相应的后踝下方延伸并且搁置抵靠所述股骨的后踝表面的第一支脚和第二支脚，并且所述第二构件包括伸展构件； 其中，所述股骨尺寸测量导引器还包括 上部结构，其联接到所述伸展构件上并且布置成用以朝向和远离所述支脚平行于所述经切除的股骨表面滑动；以及 触针，其联接到所述上部结构上并且布置成使得当所述支脚构件的所述第一表面搁置抵靠所述经切除的股骨表面时，所述触针的末梢在所述股骨上方延伸而使得使所述上部结构朝向所述支脚滑动致使所述触针的末梢与所述股骨的前皮质相接触； 其中，所述上部结构还包括第一导引孔，所述第一导引孔限定第一对准轴线，所述第一对准轴线在距所述触针的末梢在所述经切除的股骨表面的平面中的水平的预定距离处延伸到所述经切除的股骨表面中；并且 其中，所述伸展构件限定第二导引孔，所述第二导引孔限定第二对准轴线，所述第二对准轴线延伸到所述经切除的股骨表面中而使得所述第一导引孔与所述第二导引孔之间的距离随着所述上部结构相对于所述本体滑动而变化。
12.根据权利要求11所述的股骨尺寸测量导引器，其特征在于，所述上部结构包括限定第一对对准轴线的第一对导引孔，并且所述伸展构件限定第二对导引孔，所述第二对导引孔限定第二对对准轴线，并且其中所述导引孔包括用于在所述经切除的股骨表面中钻取孔的钻具导引器或者布置成沿着所述对准轴线引导延伸到所述经切除的股骨表面中的销。
13.根据权利要求12所述的股骨尺寸测量导引器，其特征在于，所述伸展构件布置成围绕延伸到所述经切除的股骨表面中的轴线相对于所述支脚构件旋转，旋转的所述轴线位于所述支脚构件的所述第一表面的平面中在所述支脚之间延伸的线上。
14.根据权利要求13所述的股骨尺寸测量导引器，其特征在于，所述第二对导引孔包括从所述伸展构件延伸并穿过所述支脚构件内的一个或更多弧形槽口的导引孔套筒，所述弧形槽口或每个弧形槽口沿着具有围绕所述支脚构件与所述伸展件之间的旋转中心的第一曲率半径的曲线延伸，使得所述导弓I孔套筒能沿着所述弧形槽口或每个弧形槽口滑动。
15.根据权利要求14所述的股骨尺寸测量导引器，其特征在于，所述股骨尺寸测量导引器还包括保持条，所述保持条在所述导引孔套筒之间延伸而使得所述支脚构件截留在所述保持条与所述伸展件之间，以将所述伸展件联接到所述支脚构件上。
16.根据权利要求15所述的股骨尺寸测量导引器，其特征在于，所述支脚构件还包括布置成用以接纳固定销以将所述支脚构件固定到骨骼的经切除的表面上的一对固定孔，所述固定孔包括从所述支脚构件延伸并穿过所述伸展构件内的一个或更多弧形槽口的固定孔套筒，所述弧形槽口或每个弧形槽口沿着具有围绕所述支脚构件与所述伸展件之间的旋转中心的第二曲率半径的曲线延伸，使得所述固定孔套筒能沿着所述弧形槽口或每个弧形槽口滑动，所述第二曲率半径不同于所述第一曲率半径。
17.根据权利要求14至权利要求16中任一项所述的股骨尺寸测量导引器，其特征在于，所述股骨尺寸测量导引器还包括从所述支脚构件或所述伸展件延伸并接纳在形成在所述支脚构件和所述伸展件中的另一者内的弧形槽口内的栓塞，所述弧形槽口沿着具有围绕所述支脚构件与所述伸展件之间的旋转中心的第三曲率半径的曲线延伸，使得所述栓塞能沿着所述弧形槽口滑动，所述第三曲率半径不同于所述第一曲率半径和所述第二曲率半径。
18.—种选择性地制约或允许外科器械的第一构件和第二构件之间的旋转的方法，所述方法包括 将具有第一面的第一构件联接到第二构件上，使得所述第一构件和所述第二构件能相对于彼此旋转； 将包括具有第二面的第三构件的锁定机构联接到所述第二构件上，使得所述第三构件能相对于所述第二构件运动而使所述第二面与所述第一面接合或分离，以便选择性地制约或允许所述第一构件与所述第二构件之间的旋转； 其中，所述面中的一个包括围绕所述第一构件与所述第二构件之间的旋转中心以第一角度节距间隔开的第一排两个或更多凹槽或齿以及与所述第一角度节距并不对应的至少又一个凹槽或齿；并且 其中，所述面中的另一个包括布置成用以接合所述第一排凹槽或齿中的一个以便将旋转选择性地制约在所述第一构件与所述第二构件之间的两个或更多预定旋转位置的第一齿或第一凹槽，所述面中的所述另一个布置成用以接合所述至少又一个凹槽或齿，以便将所述第一构件与所述第二构件之间的旋转选择性地制约在又一个预定旋转位置。
全文摘要
一种外科器械，包括具有第一面(76)的第一构件(2)以及第二构件(4)，该第二构件联接到第一构件(2)上而使得第一构件和第二构件(2，4)能相对于彼此旋转。该器械还包括锁定机构，该锁定机构包括具有联接到第二构件(4)上的具有第二面(74)的第三构件(32)。第三构件(32)相对于第二构件(4)的运动布置成使第二面(74)与第一面(76)接合或分离，以便选择性地制约或允许第一构件和第二构件(2,4)之间的旋转。所述面(7,76)中的一个包括围绕第一构件和第二构件(2,4)之间的旋转中心以第一角度节距间隔开的第一排(78)两个或更多凹槽或齿以及与第一角度节距并不对应的至少又一个凹槽(82)或齿。所述面(74,76)中的另一个包括布置成用以接合第一排(78)凹槽或齿中的一个以便将旋转选择性地制约在第一构件和第二构件(2,4)之间的第一旋转位置范围内的两个或更多预定旋转位置的第一齿(84)或第一凹槽。所述面(74,76)中的所述另一个布置成用以接合至少又一个凹槽(82)或齿，以便将第一构件和第二构件(2,4)之间的旋转选择性地制约在又一个预定旋转位置。
文档编号A61B17/15GK103002818SQ201180023427
公开日2013年3月27日 申请日期2011年3月23日 优先权日2010年5月11日
发明者M.里夫 申请人:德普伊(爱尔兰)有限公司