医疗系统的制作方法

文档序号:11140321阅读:267来源:国知局
医疗系统的制造方法与工艺

本发明涉及医疗系统,特别是用于植入膝关节内假体的医疗系统,该医疗系统包括至少一个医疗基准单元,医疗基准单元在空间中的位置能够使用手术导航系统检测,基准单元包括至少一个手术标记元件,手术标记元件被布置或形成在载体元件上,并能够使用手术导航系统的检测装置检测,所述至少一个基准单元包括基体,该基体承载载体元件。



背景技术:

例如,从DE 10 2010 060 914 A1已知这样一种系统。为了将一个或更多个医疗基准单元定位在病人的身体上,必须在开始导航辅助操作时例如通过特征点的导航辅助触诊首先来记录病人的身体上的标志。此外,如果在干预之前存在病人的解剖学的图像数据,则难于使这些图像数据符合已经以导航辅助方式确定的病人的身体上的标志或特征点。特别地,这在开始手术干预时消耗大量的时间,并因此与相当大的成本相关。

通过如在本专利申请中使用的术语“手术标记元件”,意味着特别地包括被限定的基准点,该被限定的基准点例如呈被限定的凹陷的形式,该凹陷在载体元件上的位置是已知的。这种基准点例如可以用被导航的触诊仪器触诊。由此能够通过确定触诊仪器在空间中的位置对基准点指定它在空间中的位置。如果骨已被固定有包括至少一个(优选为三个)手术标记元件的另一基准单元,则被限定的基准点相对于另一基准单元的位置也是已知的,使得:即使在具有载体元件的骨被移动时,也能够通过确定所述另一基准单元的位置和取向来经由导航系统在任何时间确定被限定的基准点的位置。



技术实现要素:

因此,本发明的一个目的是:改进在开始描述的这个种类的系统,使得它的使用被简化。

根据本发明,在开始描述的这个种类的医疗系统中,通过基体包括至少一个病人特异性骨接触面实现这个目的,所述至少一个病人特异性骨接触面背离基体并且偏离球的表面的扇面并偏离平坦表面,所述至少一个骨接触面以与病人的骨表面对应的方式形成。

所提出的改进使得所述至少一个基准单元能够容易地且安全地以所限定的方式放置成接触抵靠并且特别是可选地固定至病人的骨。特别是当基于病人的骨的图像数据产生病人特异性骨接触面时,这样能够确保将所述至少一个基准单元唯一定位在病人的骨上。在这种情况下,在开始手术干预时无需所述至少一个基准单元在病人的身体上的位置的附加指定和基准。在一种意义上,这个步骤在如下的事实下完成:基于病人特异性骨接触面的构造,且在知晓所述至少一个手术标记元件相对于病人特异性骨接触面的位置的情况下,在手术干预的开始时的任何基准将是多余的。优选地,病人特异性骨接触面具有至少3cm2的尺寸。有利的是病人特异性骨接触面甚至大于例如至少6cm2。病人特异性骨接触面越大,能够越安全且越唯一实现所述至少一个基准单元在病人的身体上的精确定位。该系统特别能够被用于植入人工关节(诸如人工膝、臀或肩关节)。这个列举是非详尽的。

基体和载体元件优选是一体件构造的或者是不可释放地连接在一起的。这防止直接产生以及通过外科医生或外科医生的助手有意地或无意地产生在载体元件与基体之间(并因此在所述至少一个标记元件与病人特异性骨接触面之间)的相对位置的变化。总的来说,这样能够使系统的错误倾向最小化。

此外,可能有利的是基体和载体元件被构造用于彼此可释放连接。具有所述至少一个标记元件的载体元件由此能够被多次使用。于是,仅必须为每一个病人制造具有病人特异性骨接触面的一个或更多个基体,所述一个或更多个基体然后能够被连接至载体元件。

有利的是该系统包括用于将基体和载体元件力锁定和/或形锁定联接在联接位置中的联接装置。采用这种联接装置,基体和载体元件能够以被限定的方式连接在一起。特别地,联接装置可被构造成使得在基体与载体元件之间唯一的联接(即仅以单一方式出现的联接)成为可能。

通过包括第一联接元件和第二联接元件的联接装置能够实现联接装置的特别简单的构造,第一联接元件和第二联接元件一方面被布置或形成在基体上且另一方面被布置或形成在载体元件上,当在联接位置中时,所述第一联接元件和所述第二联接元件接合,并且在拆开位置中时,所述第一联接元件和所述第二联接元件脱离接合。

为了简单且安全联接基体和载体元件,有利的是第一联接元件和第二联接元件包括至少一个联接插座以及与所述至少一个联接插座协作的对应的联接突起。可以规定有被布置或形成在载体元件或基体或这两者上的两个或更多个联接插座或者两个或更多个联接突起。

根据本发明的另一优选实施例,可以规定所述至少一个基准单元包括用于紧固元件的至少一个紧固元件插座,用于将基准单元固定至骨。这种基准单元能够以被限定的方式容易地且安全地固定至骨。

优选的是:所述至少一个紧固元件插座被布置或形成在基体上和/或载体元件上。特别地,这使得基体或载体元件能够被固定至彼此分离且使用一个或更多个紧固元件而可选地在一起的病人骨。

所述至少一个紧固元件插座当它被构造呈开口的形式时是特别简单生产的。特别地,它可被构造呈孔的形式。为了防止基体或载体元件的位置的变化,有利的是延伸该开口的套筒被布置或形成在基体和/或载体元件上。这个套筒内提供对于骨销、骨螺钉或骨钉的特别良好的引导。该套筒也特别能够向外科医生预定或指示用于插入骨紧固元件的方向。

根据本发明的另一优选实施例,可以规定该医疗系统包括至少一个医疗仪器,所述至少一个医疗仪器能够可释放地连接至所述至少一个基准单元。这种构造例如使得一个或更多个仪器能够被连接至基准单元。如果基准单元以被限定的方式固定至病人的身体,则通过以被限定的方式将所述至少一个医疗仪器连接至所述至少一个基准单元,所述至少一个医疗仪器也能够以唯一预定方式固定至病人的身体。

在所述至少一个医疗仪器与所述至少一个基准单元之间提供可释放连接的特别简单的方式是使医疗系统包括用于将所述至少一个医疗仪器和所述至少一个基准单元力锁定和/或形锁定联接在联接位置中的联接装置。

有利的是联接装置包括第一联接元件和第二联接元件,第一联接元件和第二联接元件一方面被布置或形成在所述至少一个基准单元上并且另一方面被布置或形成在所述至少一个医疗仪器上,并且在联接位置中时,所述第一联接元件和所述第二联接元件接合,并且在拆开位置中时,所述第一联接元件和所述第二联接元件脱离接合。特别地,有利的是联接装置的至少一个联接元件被布置或形成在所述至少一个基准单元的基体上。这允许所述至少一个医疗仪器联接至基准单元的基体。当载体元件特别地能够与基体分离时,因此可选地还可行的是:在基体仍能够保持被紧固至病人的身体的同时,移除具有所述至少一个标记元件的载体元件。

将所述至少一个基准单元和所述至少一个医疗仪器连接在一起的简单且安全的方式是:第一联接元件和第二联接元件包括至少一个联接插座以及与所述至少一个联接插座协作的至少一个对应的联接插座。

特别地,联接插座和联接突起可被构造成使得在联接插座和联接突起之间的力锁定和/或形锁定连接成为可能。

为了使医疗仪器能够独立于所述至少一个基准单元而可选地固定至病人的骨,有利的是所述至少一个医疗仪器包括用于紧固元件的至少一个仪器紧固元件插座,用于将所述至少一个医疗仪器固定至骨。

所述至少一个仪器紧固元件插座优选地被构造呈开口的形式。特别地,这种开口能够容易地生产例如呈孔的形式。

根据本发明的另一优选实施例,可以规定所述至少一个医疗仪器包括接触体,接触体包括至少一个病人特异性接触体骨接触面,所述至少一个病人特异性接触体骨接触面背离接触体并且偏离球的表面的扇面并偏离平坦表面,所述至少一个病人特异性接触体骨接触面以与所述病人的骨表面对应的方式形成。采用这种构造,特别能够将所述至少一个医疗仪器放置成在病人的骨的特定位置处以唯一且被限定的方式抵靠并可选地固定至病人的骨。所述至少一个医疗仪器由此能够以在执行手术干预之前确定的方式、位置(以及可选地,取向)固定至骨。

有利的是所述至少一个紧固元件插座和所述至少一个仪器紧固元件插座每个均限定纵向轴线,所述纵向轴线在联接位置中重合。这种构造使得用仅单个紧固元件能够一方面使所述至少一个基准单元以及另一方面使所述至少一个医疗仪器固定至病人的骨。特别地,紧固元件能够同时延伸通过所述至少一个紧固元件插座和所述至少一个仪器紧固元件插座两者。

有利的是所述至少一个医疗仪器包括用于股骨和/或胫骨的锯导板。用在病人的股骨和/或胫骨上的以如所述的唯一方式固定至病人的骨的锯导板,在执行手术干预之前,例如在准备股骨和/或胫骨用于植入膝关节内假体的部件时,能够进行唯一且预定义的锯切割,这些锯切割使得假体部件能够最优适配于骨。

有利的是锯导板包括用于骨锯的锯片的至少一个锯槽。特别地,有利的是锯导板包括两个或更多个锯槽。采用这种构造,仅需要将一个锯导板被固定至病人的骨,并且然后能够在骨上进行两个或更多个锯切割。

有利的是病人特异性骨接触面和/或所述病人特异性接触体骨接触面具有与股骨或胫骨的骨表面的至少一部分对应的轮廓。所述至少一个医疗仪器由此能够被放置成接触抵靠并可选地以被限定的方式固定至病人的股骨或胫骨。

根据本发明的另一优选实施例,可以规定通过铸造、模制、产生切屑的加工方法、选择性激光烧结、附加制造方法或3D打印来制造病人特异性骨接触面和/或病人特异性接触体骨接触面和/或基体和/或接触体。用于制造的前述可能性在性质上是纯例示的而非限制性的。能够使用本领域技术人员熟悉的任何其它制作技术以便形成具有病人特异性接触面的系统的部分。

有利的是病人特异性骨接触面限定骨接触面轮廓数据,这些骨接触面轮廓数据对应于或大致对应于病人的非侵入确定的骨轮廓数据。病人的骨轮廓数据能够例如来源于X射线、磁共振和/或超声图像。因此,病人特异性骨接触面能够单独地适配于利用可用骨轮廓数据的特定病人的骨。非侵入确定病人的骨轮廓数据的前述可能性在性质上是纯示意的而非限制性的。本领域技术人员熟悉的用于非侵入确定骨轮廓数据的其它类型的技术也是可想到的。

此外,有利的是:病人特异性接触体骨接触面限定接触体骨接触面轮廓数据,这些接触体骨接触面轮廓数据对应于或大致对应于病人的非侵入确定的骨轮廓数据。特别地,病人的非侵入确定的骨轮廓数据也能够来源于病人的特定骨的X射线、磁共振和/或超声图像。

优选的是:医疗系统包括用于将基准单元固定至骨的至少一个紧固元件。优选地,医疗系统包括提及的该种类的两个或更多个紧固元件。所述至少一个基准单元和/或所述至少一个医疗仪器因此能够以被限定的且安全的方式固定至病人的骨。

构造医疗系统的特别成本有效的方式是将所述至少一个紧固元件构造呈骨螺钉的形式或呈骨销的形式或呈骨钉的形式。当然,可替换地,本领域技术人员熟悉且已知的其它紧固元件也能够被使用,以便将所述至少一个基准单元和/或所述至少一个医疗仪器以被限定的且安全的方式固定至骨。

为了以唯一的方式确定所述至少一个基准单元在空间中的位置,有利的是所述至少一个医疗基准单元包括至少三个标记元件。还可以包括四个、五个或甚至更多个标记元件。特别地,使用多于三个标记元件允许提高所述至少一个基准元件在空间中的位置确定的精度。例如,具有附加标记元件能够提供以部分冗余的方式实现位置确定。此外,例如,提供了在所述至少一个基准单元的位置确定中检测或忽略被损坏或污染的标记元件的选择,而不危害所述至少一个基准单元在空间中的精确位置确定。

根据医疗系统的另一优选实施例,有利的是医疗系统包括手术导航系统,该手术导航系统包括用于检测所述至少一个基准单元的位置的至少一个检测装置。例如,所述至少一个基准单元的载体元件上的所述至少一个标记元件的布置或者病人的骨轮廓数据(并且因此病人特异性接触体骨接触面或病人特异性骨接触面的数据)能够被存储在导航系统的处理或存储单元中,以便因此优化所述至少一个基准单元和所述至少一个医疗仪器的使用,特别是在它们的精度方面。

附图说明

本发明的优选实施例的结合附图的以下描述用于更详细地解释本发明。在附图中:

图1示出了包括特别是手术导航系统的医疗系统的示范实施例的示意全视图;

图2示出了具有在被带入接触抵靠股骨的过程中所示的病人特异性骨接触面的基准单元的第一示范实施例的示意图;

图3示出了来自图2的该基准单元的底视图;

图4示出了在被带入接触抵靠并联接至被放置成接触抵靠骨的图2的基准单元之前所示的呈锯导板的形式的医疗仪器的第一示范实施例的示意图;

图5示出了来自图4的该医疗仪器的底视图;

图6示出了沿着图5中的线6-6截取的截面图;

图7示出了在通过骨销被固定的过程中所示的被放置成接触抵靠股骨的基准单元以及被放置成接触抵靠股骨的图4的仪器的示意透视图;

图8示出了在固定至股骨之后的基准单元和医疗仪器的已联接的单元的透视图;

图9示出了图8的布置的在箭头A的方向上取的视图;

图10示出了医疗基准单元的另一示范实施例的透视示意图,该医疗基准单元被示出为被放置成接触抵靠并固定至胫骨;

图11示出了图10的基准单元的底视图;

图12示出了在图11中的箭头B的方向上取的基准单元的视图;

图13示出了图10的基准单元以及在联接并固定至胫骨之前的医疗仪器的另一示范实施例的示意全视图;

图14示出了在图15中的箭头C的方向上取的医疗仪器的侧视图;

图15示出了图14中的仪器的在箭头D的方向上取的底视图;

图16示出了在固定至胫骨之后的来自图13的医疗仪器和基准单元的单元的示意全视图;

图17示出了来自图16的布置被从前面看的视图;并且

图18示出了图16中的布置的在箭头E的方向上取的视图。

具体实施方式

图1示出了医疗系统10的实例。特别地,该医疗系统10包括导航系统12,该导航系统12包括呈立体摄像机16的形式的接收单元14,该立体摄像机16包括两个检测器18,这两个检测器18优选地被构造用于检测近红外(NIR)区域中的电磁辐射。特别地,它们的检测范围可以在从近似820nm到近似880nm的波长范围中。

导航系统12进一步包括数据处理设备20,在如图1中所示的示范实施例中,该数据处理设备20包括计算机22、监视器24以及呈键盘30和鼠标32的形式的输入装置26和28。该计算机22被联接至该监视器24、输入装置26和28以及接收单元14。

数据处理设备20允许处理由接收单元14接收的信号,以便用于确定基准单元34在空间中的位置和/或取向。监视器特别地允许在操作室中显示基准单元34的位置和取向。

在图2中示意地示出了在被放置成接触抵靠股骨36之前的基准单元34。基准单元34包括基体38,该基体38承载包括标记元件42的载体元件40。在如图2中所示的基准单元34中,载体元件40被构造呈多边形载体板44的形式,在该载体板44上布置那些标记元件42。这些标记元件42被构造呈半球46的形式,这些半球46的表面48反射例如从导航系统12的发射器50发射的电磁辐射或超声。

可替换地,代替以如上所述的被动构造实施,标记元件42也可被构造呈发射例如电磁辐射或超声的主动标记元件的形式。

代替标记元件42,可以在载体元件40上设置被限定的基准点,这些基准点例如呈被限定的凹陷的形式,这些凹陷在载体元件上的位置是已知的。所述基准点例如可以用被导航的触诊仪器触诊,该被导航的触诊仪器包括能够由立体摄像机16检测的至少三个标记元件。因此,通过确定触诊仪器在空间中的位置,基准点能够被指定它们在空间中的位置。如果股骨36固定有包括至少一个(优选三个)手术标记元件的另一基准单元(在图中未示出),则被限定的基准点相对于所述另一基准单元的位置也被限定使得:当具有载体元件的股骨36被移动时,通过确定所述另一基准单元的位置和取向,能够经由导航系统在任何时间确定被限定的基准点的位置。

标记元件42相对于彼此的布置被优选地存储在数据处理设备20的存储器中。于是能够通过导航系统12以已知方式确定单独标记元件42在空间中的位置,并因此能够确定作为整体的基准单元34的位置和取向。

在图2的基准单元34中,基体38和载体元件40不可释放地连接在一起。可替换地,它们能够被构造呈一体件。

基体38具有:平坦上侧52;和底侧54。该底侧54被构造呈病人特异性骨接触面56的形式,该骨接触面56背离基体38,并且骨接触面56偏离球的表面的扇面且偏离平坦表面。骨接触面56的轮廓58对应于股骨36的骨表面60的一部分61。

基于适配于骨表面60的骨接触面56的轮廓58,存在恰好一种以与股骨36精确配合的关系将基体38放置成接触抵靠股骨36的可能性。在图4中例示地描绘了基准单元34在股骨36上的该位置。

此外,基准单元34设置有紧固元件插座62a、62b和62c。这些紧固元件插座62a、62b和62c中的每一个紧固元件插座均用于接收用于将基准单元34固定至股骨36的紧固元件64。

紧固元件插座62a、62b和62c被构造呈开口66a、66b和66c的形式,即呈孔68a、68b和68c的形式。孔68a和68b横向于(特别是垂直于)上侧52延伸,并且延伸穿过骨接触面56。

孔68c形成在载体板44的区域中,并且延伸穿过载体元件40。通过套筒72稍微延伸载体板44的开口66c,该套筒72从载体元件40的上侧70突出,所述套筒72限定了在相对于孔68a和68b的纵向轴线倾斜地延伸的纵向轴线。

紧固元件64被构造呈骨销74的形式,这些骨销74包括尖端76,该尖端76由呈骨螺纹的形式的短外螺纹部分78邻接。邻接该外螺纹部分78的是圆柱形轴部分80,该轴部分80稍微长于骨销74的总长度的一半。

形成在骨销74的与其尖端74相反的一端处的是多边形部分82,在附图中所示的骨销74的情况下,该多边形部分82被构造呈三角形的形式。多边形部分82的与由骨销74限定的纵向轴线84平行的长度近似对应于外螺纹部分78的长度。

轴部分80的外径适配于孔68a、68b和68c的内径,使得骨销74能够以其轴部分80以基本免于游动的方式延伸穿过开口66a、66b和66c。

此外,基体38上以与医疗仪器90的第二联接元件88对应的方式形成有第一联接元件86。联接元件86和88形成联接装置92,该联接装置92用于将医疗仪器90和基准单元34力锁定和/或形锁定联接在联接位置中。

第一联接元件86呈联接插座94的形式,并且第二联接元件88呈与该联接插座94协作的对应的联接突起96的形式。联接插座94被构造呈限定纵向轴线100的沟槽的形式,所述沟槽限定半圆形的横截面。联接突起96被构造呈半圆柱形的肋102的形式,该肋102的纵向轴线104与纵向轴线100平行地行进。

仪器90包括用于股骨36的锯导板106。该锯导板106包括两个锯槽108和110,这两个锯槽108和110限定彼此垂直地延伸的切割平面112和114。

仪器90进一步包括大致U形的接触体116,该接触体116在其前侧118上承载突出槽体120,锯槽110延伸通过该槽体120。

在接触体116的后侧112上,在接触体116的自由端的区域中形成两个接触体骨接触面124和126,这两个接触体骨接触面124和126具有与股骨36的骨表面60的区域或部分132和134对应的轮廓128和130。

在接触体骨接触面124和126之间形成平坦止动面136,该止动面136在联接位置中接触抵靠基体38的平坦端面138。

第二槽体140具有延伸穿过该第二槽体140的锯槽108,并且第二槽体140被布置在接触体116的自由腿之间的连接区域中。第二槽体140承载具有平坦底侧144的联接体142,联接突起96从该平坦底侧144突出。联接体142大致被构造呈半环的形状,并且联接体142与第二槽体140一起界定大致半圆形的开口146。

当在联接位置中时,底侧144成表面接触抵靠基体38的上侧52。

此外,联接体142具有三个仪器紧固元件插座148a、148b和148c,这三个仪器紧固元件插座148a、148b和148c被构造呈开口150a、150b和150c的形式,即呈孔152a、152b和152c的形式。

在联接位置中,孔152a和152b的纵向轴线与孔68a和68b的纵向轴线重合。这允许基准单元34和仪器90在联接位置中时通过两个紧固元件64被固定至股骨。这在图7至图9中示意地描绘。

为了能够另外将仪器90固定至股骨36,接触体116上设置有两个另外的仪器紧固元件插座148d和148e,仪器紧固元件插座148d和148e延伸通过接触体骨接触面124和126。

仪器紧固元件插座148d和148e也通过短套筒154d和154e而被延伸。仪器紧固元件插座148d和148e的纵向轴线彼此基本平行地延伸,并限定与由仪器紧固元件插座148a和148b的纵向轴线跨越的平面垂直地延伸的平面。由仪器紧固元件插座148a和148b的纵向轴线跨越的平面还与切割平面112平行地延伸。由仪器紧固元件插座148d和148e跨越的平面还与切割平面114垂直地延伸。

病人特异性骨接触面56限定骨接触面轮廓数据,这些骨接触面轮廓数据对应于病人的非侵入确定的骨轮廓数据。为此,特别地,能够利用来自X射线、磁共振和/或超声图像的病人的骨轮廓数据。

基于如此以非侵入方式确定的病人的骨轮廓数据,能够通过例如铸造、模制、产生切屑的加工方法或3D打印来制造病人特异性骨接触面56或基体38。因此,这意味着,对于手术干预而言,基体38被构造成独立地适配于病人的股骨36的轮廓。这样,病人的非侵入确定的骨轮廓数据导致基准单元34在股骨36上的唯一定位。

接触体116或整个仪器90以其接触体骨接触面124和126类比以上已经描述的内容被构造。病人特异性接触体骨接触面限定与病人的非侵入确定的骨轮廓数据对应的接触体骨接触面轮廓数据。病人的这些骨轮廓数据也能够特别地来源于X射线、磁共振和/或超声图像。

总的来说,因此能够提供仪器90在股骨36上的唯一定位。此外,由于联接装置92预定当在联接位置中时基准单元34与仪器90之间的唯一空间关系,通过锯槽108和110为相应的病人唯一地且独立地限定由外科医生特别地基于非侵入确定的图像数据而预定的切割平面112和114。

下面解释基准单元34和医疗仪器90的固定,以用于为了植入膝关节内假体的股骨部件而对股骨36进行准备。

首先,基准单元34以其骨接触面56被带入骨表面60的部分61,使得基准单元34以唯一方式接触抵靠股骨36。使用两个骨销74将基准单元34预固定至股骨36。为此,骨销74被插入通过紧固元件插座62a和62b。可选地,为了另外防止基准单元34相对于股骨36的旋转,另外的骨销74能够被插入通过紧固元件插座62c并被驱动到股骨36中。这在如下情况下是特别可推荐的:单独使用基准单元34(即,没有仪器90),例如用于确定股骨36在空间中的位置和取向。

经由相对于彼此平行地从股骨36突出且延伸通过开口66a和66b的骨销74,现在能够将仪器90带入股骨36。为此,联接体142被带入预先设定在位的骨销74的多边形部分82,并且然后,将这些骨销74穿过孔152a和152b。

为了防止仪器90相对于股骨36以及相对于基准单元34的移位,两个另外的骨销74被插入通过仪器紧固元件插座148d和148e,并被锚固在股骨36中。

为了使用仪器90在股骨36上实施锯切割,在仪器90不必被移除的情况下,基准单元34能够被可选地从股骨36移除。为此,延伸通过孔152a和152b的两个骨销74被从股骨36移除,使得基准单元34能够从股骨36与接触体116之间退出。

可替换地,仪器90和基准单元34还能够被构造成使得:仪器90能够从股骨36被移除,使得基准单元34单独能够在股骨36上保持在位,以便例如持续追踪基准单元34在空间中的位置和取向。为此,特别地,一旦已经作出锯切割,在移除两个骨销148e和148d之后,仪器90能够被从股骨36并从两个骨销68a和68b移除。基准单元34于是保持在所谓的“停放”位置中。

可选地,代替所述顺序,仪器90和基准单元能够一起被放置成与股骨36接触抵靠。

可替换地,还能够:首先将仪器90以其接触体骨接触面124和126放置成接触抵靠股骨36并将仪器90固定到股骨36,且然后仅将仪器90联接至基准单元34。

为了将仪器90良好固定至股骨36,已被移除的两个骨销74能够被再次插入。可替换地或附加地,骨销74还能够被插入在孔152c中并锚固在股骨36中,其中孔的纵向轴线相对于孔152a和152b的纵向轴线以倾斜的角度延伸。

在已经用锯在股骨36上作出期望的切割之后,能够从股骨再次移除所有的骨销74和医疗仪器90。

能用另一仪器(在附图中未示出)替换仪器90,以便在股骨36上实施另外的锯切割。

现在准备好了股骨36,能够例如通过骨螺钉和/或骨水泥将膝关节内假体的股骨部件(在附图中未示出)放置成抵靠并适当地固定至现在准备好的股骨36。

基准单元34和医疗仪器90两者可完全由可灭菌塑料材料(诸如聚醚醚酮(PEEK)或聚酰胺12(PA 12))制成。

可选地,还可想到基体38和载体元件40被构造用于彼此可释放连接。为此,可以设置有联接装置(在附图中未示出),该联接装置包括一方面被布置或形成在基体38上且另一方面被布置或形成在载体元件40上的第一和第二联接元件。这于是允许基体38和载体元件40以与联接装置92类似的方式临时连接在一起。特别地,这使得具有标记元件42的载体元件40能够与基体38分离。因此,例如,具有标记元件42的载体元件40能够被多次使用,并且仅基体38以其病人特异性骨接触面56需要以用于手术干预的病人特异性方式制作。因此能够另外减少成本。

可选地或可替换地,医疗系统包括在图10中示意地示出的在被放置成接触抵靠胫骨156之前的另外的基准单元34’。

基准单元34’包括基体38’,该基体38’承载包括标记元件42’的载体元件40’。在如图10中所示的基准单元34’中,载体元件40’被构造呈多边形载体板44’的形式,在该载体板44’上布置那些标记元件42’。这些标记元件42’被构造呈半球46’的形式,这些半球46’的表面48’反射电磁辐射或超声。

可替换地,代替以如上所述的被动构造实施,标记元件42’还可被构造呈发射例如电磁辐射或超声的主动标记元件的形式。

标记元件42’相对于彼此的布置被优选地存储在数据处理设备20的存储器中。于是能够通过导航系统12以已知方式确定单独标记元件42’在空间中的位置,并因此能够确定作为整体的基准单元34’的位置和取向。

在图10的基准单元34’中,基体38’和载体元件40’不可释放地连接在一起。可替换地,它们能够被构造呈一体件。

基体38’具有:平坦上侧52’;和底侧54’。该底侧54’被构造呈病人特异性骨接触面56’的形式,该骨接触面56’背离基体38’,并且骨接触面56’偏离球的表面的扇面且偏离平坦表面。骨接触面56’的轮廓58’对应于胫骨156的骨表面60’的一部分61’。

基于适配于骨表面60’的骨接触面56’的轮廓58’,存在恰好一种将以与胫骨156精确配合的关系将基体38’放置成接触抵靠胫骨156的可能性。在图10中例示地描绘了基准单元34’在胫骨156上的该位置。

此外,基准单元34’设置有紧固元件插座62a’、62b’和62c’。这些紧固元件插座62a’、62b’和62c’中的每一个紧固元件插座均用于接收用于将基准单元34’固定至胫骨156的紧固元件64。

紧固元件插座62a’、62b’和62c’被构造呈开口66a’、66b’和66c’的形式,即呈孔68a’、68b’和68c’的形式。孔68a’和68b’横向于(特别是垂直于)上侧52’延伸,并且延伸穿过骨接触面56’。

孔68c’形成在载体板44’的区域中,并且延伸穿过载体元件40’。通过套筒72’稍微延伸载体板44的开口66c’,该套筒72’从载体元件40’的上侧70’突出,所述套筒72’限定了在相对于孔68a’和68b’的纵向轴线倾斜地延伸的纵向轴线。

为了将基准单元34’固定至胫骨156,使用了另外的紧固元件64,这些另外的紧固元件64呈骨销74的形式。

骨销74的轴部分80的外径还适配于孔68a’、68b’和68c’的内径,使得骨销74能够以其轴部分80以基本免于游动的方式延伸穿过开口66a’、66b’和66c’。

此外,基体38’上形成有第一联接元件86’,该第一联接元件86’对应于医疗仪器90’的第二联接元件88’。联接元件86’和88’形成联接装置92’,该联接装置92’用于将医疗仪器90’和基准单元34’力锁定和/或形锁定联接在联接位置中。

第一联接元件86’呈联接插座94’的形式,并且第二联接元件88’呈与该联接插座94’协作的对应的联接突起96’的形式。联接插座94’被构造呈限定纵向轴线100’的沟槽的形式,所述沟槽限定半圆形的横截面。联接突起96’被构造呈半圆柱形的肋102’的形式,该肋102’的纵向轴线104’与纵向轴线100’平行地行进。

仪器90’包括用于胫骨156的锯导板106’。锯导板106’包括锯槽108’,该锯槽108’限定切割平面112。

仪器90’进一步包括大致U形的接触体116’,该接触体116’在接触体116’的自由腿之间的连接区域中承载突出槽体120’,锯槽108’延伸通过该槽体120’。

在接触体116’的后侧122’上,在接触体116’的自由端的区域中形成两个接触体骨接触面124’和126’,这两个接触体骨接触面124’和126’具有与胫骨156的骨表面60’的区域或部分132’和134’对应的轮廓128’和130’。

在槽体120’上形成联接体142’,该联接体142’具有平坦底侧144’,联接突起96’从该平坦底侧144’突出。联接体142’大致被构造呈立方体的形状。

当在联接位置中时,底侧144’成表面接触抵靠基体38’的上侧52’。

此外,联接体142’具有两个仪器紧固元件插座148a’和148b’,这两个仪器紧固元件插座148a’和148b’被构造呈开口150a’和150b’的形式,即呈孔152a’和152b’的形式。

在联接位置中,孔152a’和152b’的纵向轴线与孔68a’和68b’的纵向轴线重合。这允许基准单元34’和仪器90’在联接位置中时通过两个紧固元件64被固定至胫骨156。这在图16至图18中示意地描绘。

为了能够另外将仪器90’固定至胫骨156,在接触体116’上设置有两个另外的仪器紧固元件插座148c’和148d’,仪器紧固元件插座148c’和148d’延伸通过接触体骨接触面124’和126’。

在槽体120’上形成另外的仪器紧固元件插座148e’,即呈套筒158的开口150e’的形式。该开口150e’被构造呈套筒158的孔152e’的形式。

仪器紧固元件插座148a’、148b’、148c’和148d’也通过短套筒154a’、154b’、154c’和154d’而被延伸,或者被形成在短套筒154a’、154b’、154c’和154d’中。仪器紧固元件插座148c’和148d’的纵向轴线彼此基本平行地延伸,并限定与由仪器紧固元件插座148a’和148b’的纵向轴线跨越的平面垂直地延伸的平面。由仪器紧固元件插座148a’和148b’的纵向轴线跨越的平面还与切割平面112’平行地延伸。

病人特异性骨接触面56’限定骨接触面轮廓数据,这些骨接触面轮廓数据对应于病人的非侵入确定的骨轮廓数据。为此,特别地,能够利用来自X射线、磁共振和/或超声图像的病人的骨轮廓数据。

基于如此以非侵入方式确定的病人的骨轮廓数据,能够通过例如铸造、产生切屑的加工方法或3D打印来制造病人特异性骨接触面56’或基体38’。因此,这意味着,对于手术干预而言,基体38’被构造成独立地适配于病人的胫骨156的轮廓。病人的非侵入确定的骨轮廓数据因此导致基准单元34’在胫骨156上的唯一定位。

接触体116’或整个仪器90’以其接触体骨接触面124’和126’也类比以上已经描述的内容被构造。病人特异性接触体骨接触面限定与病人的非侵入确定的骨轮廓数据对应的接触体骨接触面轮廓数据。病人的这些骨轮廓数据也能够特别地来源于X射线、磁共振和/或超声图像。

总的来说,因此能够提供仪器90’在胫骨156上的唯一定位。此外,由于联接装置92’预定当在联接位置中时基准单元34’与仪器90’之间的唯一空间关系,通过锯槽108’为相应的病人唯一地且独立地限定由外科医生特别地基于非侵入确定的图像数据而预定的切割平面112’。

下面解释基准单元34’和医疗仪器90’的固定,以用于为了植入膝关节内假体的胫骨部件而对胫骨156进行准备。

首先,基准单元34’以其骨接触面56’被带入骨表面60’的部分61’,使得基准单元34’以唯一方式接触抵靠胫骨156。使用两个骨销74将基准单元34’预固定至胫骨156。为此,骨销74被插入通过紧固元件插座62a’和62b’。

可选地,为了另外防止基准单元34’相对于胫骨156的旋转,另外的骨销74能够被插入通过紧固元件插座62c’并被驱动到胫骨156中。这在如下情况下是特别可推荐的:单独使用基准单元34’(即,没有仪器90’),例如用于确定胫骨156在空间中的位置和取向。

经由相对于彼此平行地从胫骨156突出且延伸通过开口66a’和66b’的骨销74,现在能够将仪器90’带入胫骨156。为此,联接体142’被带入预先设定在位的骨销74的多边形部分82,并且然后,将这些骨销74穿过孔152a’和152b’。

为了防止仪器90’相对于胫骨156以及相对于基准单元34’的移位,两个另外的骨销74被插入通过仪器紧固元件插座148c’和148d’,并被锚固在胫骨156中。

为了使用仪器90’在胫骨156上实施锯切割,在仪器90’不必被移除的情况下,基准单元34’能够被可选地从胫骨156移除。为此,延伸通过孔152a’和152b’的两个骨销74被从胫骨156移除,使得基准单元34’能够从胫骨156与接触体116’之间退出。

可替换地,仪器90’和基准单元34’还能够被构造成使得:仪器90’能够从胫骨156被移除,使得基准单元34’单独能够在胫骨156上保持在位,以便例如持续追踪基准单元34’在空间中的位置和取向。为此,特别地,一旦已经作出锯切割,在移除骨销148e’、148c’和148d’之后,仪器90’能够被从胫骨156并从两个骨销148a’和148b’移除。基准单元34’于是保持在所谓的“停放”位置中。

可选地,代替所述顺序,仪器90’和基准单元能够一起被放置成与胫骨156接触抵靠。

可替换地,还能够:首先将仪器90’以其接触体骨接触面124’和126’放置成接触抵靠胫骨156并将仪器90’固定到胫骨156,且然后仅将仪器90’联接至基准单元34’。

为了将仪器90’良好固定至胫骨156,已被移除的两个骨销74能够被再次插入。可替换地或附加地,骨销74还能够被插入通过孔152e’并锚固在胫骨156中,其中孔152e’的纵向轴线相对于孔152a’和152b’的纵向轴线以倾斜的角度延伸。

在已经用锯在胫骨156上作出期望的切割之后,能够从胫骨156再次移除所有的骨销74和医疗仪器90’。

能用另一仪器(在附图中未示出)替换仪器90’,以便在胫骨156上实施另外的锯切割。

现在准备好了胫骨156,能够例如通过骨螺钉和/或骨水泥将膝关节内假体的胫骨部件(在附图中未示出)放置成抵靠并适当地固定至现在准备好的胫骨156。

基准单元34’和医疗仪器90’两者可完全由可灭菌塑料材料诸如聚醚醚酮(PEEK)制成。

可选地,还可想到基体38’和载体元件40’被构造用于彼此可释放连接。为此,可以设置有联接装置(在附图中未示出),该联接装置包括一方面被布置或形成在基体38’上且另一方面被布置或形成在载体元件40’上的第一和第二联接元件。这于是允许基体38’和载体元件40’以与联接装置92’类似的方式临时连接在一起。特别地,这使得具有标记元件42’的载体元件40’能够与基体38’分离。因此,例如,具有标记元件42的载体元件40’能够被多次使用,并且仅基体38’以其病人特异性骨接触面56’需要以用于手术干预的病人特异性方式制作。因此能够另外减少成本。

附图标记列表

10 医疗系统

12 导航系统

14 接收单元

16 立体摄像机

18 检测器

20 数据处理设备

22 计算机

24 监视器

26 输入装置

28 输入装置

30 键盘

32 鼠标

34、34’ 基准单元

36 股骨

38、38’ 基体

40、40’ 载体元件

42、42’ 标记元件

44、44’ 载体板

46、46’ 半球

48、48’ 表面

50 发射器

52、52’ 上侧

54、54’ 底侧

56、56’ 骨接触面

58、58’ 轮廓

60、60’ 骨表面

61、61’ 部分

62a、62b、62c、62a’、62b’、62c’ 紧固元件插座

64 紧固元件

66a、66b、66c、66a’、66b’、66c’ 开口

68a、68b、68c、68a’、68b’、68c’ 孔

70、70’ 上侧

72、72’ 套筒

74 骨销

76 尖端

78 外螺纹部分

80 轴部分

82 多边形部分

84 纵向轴线

86、86’ 第一联接元件

88、88’ 第二联接元件

90、90’ 医疗仪器

92、92’ 联接装置

94、94’ 联接插座

96、96’ 联接突起

98、98’ 沟槽

100、100’ 纵向轴线

102、102’ 肋

104、104’ 纵向轴线

106、106’ 锯导板

108、108’ 锯槽

110 锯槽

112、112’ 切割平面

114 切割平面

116、116’ 接触体

118、118’ 前侧

120、120’ 第一槽体

122、122’ 后侧

124、124’ 接触体骨接触面

126、126’ 接触体骨接触面

128、128’ 轮廓

130、130’ 轮廓

132、132’ 部分

134、134’ 部分

136 接触面

138 端面

140 第二槽体

142、142’ 联接体

144、144’ 底侧

146 开口

148a、148b、148c、148d、148a’、148b’、148c’、148d’ 仪器紧固元件插座

150a、150b、150c、150d、150a’、150b’、150c’、150d’ 开口

152a、152b、152c、152d、152a’、152b’、152c’、152d’ 孔

154a、154b、154c、154d、154a’、154b’、154c’、154d’ 套筒

156 胫骨

158 套筒

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