具有可移動的切割引導裝置的遠端股骨試驗裝置的製作方法
2023-12-08 14:14:51
專利名稱：具有可移動的切割引導裝置的遠端股骨試驗裝置的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及手術矯形試驗裝置和方法，具體涉及用於製備患者遠端股骨以接受股骨假體的試驗裝置和方法。
背景技術：
遭受不穩固的、疼痛的膝關節(這種不穩定是由於缺乏後交叉韌帶造成的)的患者是使用後穩固膝假體進行全膝關節成形術的適應人群。這種植入物或假體包括脛骨部件、股骨部件以及典型的活動軸承插入物(膝蓋骨部件)。
脛骨部件固定到患者脛骨的切除部分上。該部件具有接納軸承或膝蓋骨部件的一柱。股骨部件通常具有與手術製備的遠端脛骨表面相接觸的內部交叉平坦表面以及面對連接到患者脛骨的相應脛骨部件的帶有曲率的外表面。股骨部件具有兩個髁區域，這兩個髁區域具有接受該脛骨柱的髁間穩固化外殼。這些後穩固的和受限的股骨植入物部件具有在股骨髁(或髁區域)之間的凸輪外殼。
自遠端股骨的骨必須從該區域去除以適應該凸輪外殼的這種形狀。這可稱為切割出中央盒體幾何形狀。該外殼的尺寸可不同以適於後穩固和受限類型的股骨部件。上述尺寸在患者到患者之間以及植入物到植入物之間也不同。因此，依賴於患者和要使用的股骨植入物的類型需要去除不同量的骨深度。
為了獲得最佳的結果、運動範圍以及患者舒適性，在這些部件的植入過程中脛骨和股骨部件相對於脛骨和股骨精確對準是很重要的。有很多用於製備股骨的配套工具，例如切割塊、鑽孔器、鋸、鑿子和試驗部件。
通常，上述從遠端股骨去除的以適應凸輪外殼的後骨用切割塊和夾頭構造來去除。美國專利US 5,819,829中描述和示出了一個例子，其全部內容結合在此作為參考。將切割塊放置在帶有骨釘的患者股骨上，並用於進行前/後斜面切割。然後將旋轉鑽孔器插入通過切割塊中的夾頭以製備適於凸輪外殼的股骨(以切割出中央盒體幾何形狀)。然後可用起釘鏨來完成上述製備。所有上述製備都是將切割塊作為參考引導裝置來完成的。
使用這種系統遇到的一些問題是一旦外科醫生已經準備好在股骨中的所需切割，她/他將需要拆除切割塊並將股骨試驗裝置固定到準備好的遠端股骨以便檢查適配性和尺寸。該試驗步驟是很重要的，以便確保植入的最終部件與準備好的區域適配。如果需要完成對凸輪外殼區域的另外準備，那麼就要拆除該試驗裝置，將切割塊重新定位(其通常需要插入另外的骨釘)，並且進一步完成上述切割。可能該過程會需要重複不止一次，在每一重新定位步驟中導致不希望和額外的骨去除或磨損。
此外，當通過切割塊去除骨以接受後穩固和受限的股骨植入部件時，由於切割塊的形狀與植入物的形狀不類似，外科醫生對如何將切割與真正植入物關聯沒有「感覺」。其基本為方塊。
其它系統嘗試通過股骨試驗裝置切割出中央盒體幾何形狀，但是他們沒有使用受限的盒體表面形狀，控制鑽孔工具和防止損害不需去除的組織是很重要的。如果正在使用切割引導裝置的試驗裝置沒有後擋或止動部分，其通常不清楚後切割應該在哪停止。此外，這種系統還不能提供在許多情況下所需的理想可調節性。如果切割引導裝置只在相對於脛骨的單一位置處附連的話，外科醫生在切割引導裝置所處的那個位置製備盒體幾何形狀時就受到限制。參見例如美國專利US4,721,104，其全部內容結合在此作為參考。
因此在該技術中需要提供一種遠端股骨試驗裝置，其允許外科醫生使用植入物形狀的試驗裝置來切割遠端股骨的中央盒體幾何形狀，同時還提供控制切割工具深度和方向的活動性和可調節性。還需求提供受限盒體表面形狀的這種系統。還需求使用這種試驗裝置的手術方法和工具包。
發明內容
本發明的各種實施例提供了一種遠端股骨試驗裝置，其允許外科醫生使用植入物形狀的試驗裝置來切割出遠端股骨的中央盒體幾何形狀。該試驗裝置包括一切割引導裝置，其可從試驗裝置上拆除並可相對於試驗裝置進行調節。該引導裝置意在控制切割工具的深度和方向，上述切割工具用來製備適於後穩固植入的股骨。
圖1示出根據本發明一個實施例的組件的分解透視圖；圖2示出處於組裝位置的圖1的實施例；圖3A和圖3B示出接收由使用本發明各種實施例製備的骨的植入物的例子；圖4示出結合在此所述組件的各種實施例可用於製備患者骨的鑽孔器的例子；圖5A示出根據本發明各種實施例所使用的試驗裝置替換實施例的側面透視圖；圖5B示出試驗裝置替換實施例的頂視平面圖；圖6示出根據本發明各種實施例所使用的切割塊替換實施例的側面透視圖；圖7示出圖5的試驗裝置與圖6的切割塊結合。
具體實施例方式
圖1示出股骨試驗裝置部件12，切割引導裝置50以及保持螺栓80，統稱為組件10。圖7示出可替換的股骨試驗裝置部件112和切割引導裝置150，統稱為組件100。在兩個實施例中，試驗裝置12、112製成為具有與將要使用的假體相同或相似的近端和前/後盒體幾何形狀，使其與已經切除的股骨的表面的幾何形狀相適配。而且除了具有接納切割引導裝置的開口外，其具有與所述假體相同的關節連接表面，以便製備中央穩固/約束用盒體幾何形狀。如圖7中所示，該試驗裝置還可包括各種切割槽114，以允許試驗裝置還可用於在股骨上製備各種切除。該特徵是任選的，並且雖然只在圖8中所示實施例中有所體現，但是根據本發明的各種方面可用在任意試驗裝置上。
在一個具體實施例中，試驗裝置12具有兩個髁區域14和帶關節連接表面36的前膝蓋骨區域34。髁區域14限定一開口16。該開口16是遠端股骨準備接受植入物的地方，該植入物具有與脛骨柱相配合的凸輪。圖3A和圖3B示出實際植入物200的凸輪部分202的例子。股骨的骨頭必須製備成為具有用於接納該凸輪202的空間，並且在製備過程中試驗裝置12中的開口16允許該空間供工具通過。
開口16限定了植入物12的中央部分18，其具有最前部分22和開放側邊緣24。在示出的具體實施例中，在圖1和圖2中，開放側邊緣24限定了取向槽20。取向槽20適於接納切割引導裝置50的基部52。在示出的具體實施例中，切割引導裝置基部52由外側法蘭58限定。法蘭52的邊緣可滑入到取向槽20中，以便將試驗裝置12和切割引導裝置50固定到一起。
試驗裝置12還具有一個或多個固定孔26，在圖2中示出它的一個例子。固定孔26適於接納將試驗裝置22在患者骨上固定在位的銷、螺釘、栓或者另外的固定機構。
在一個特定的實施例中，試驗裝置12具有接納部分28，其適於接納螺栓80。螺栓80用於將切割引導裝置50保持在位，將在下面進行更詳細地描述。接納部分28可具有或不具有螺紋30。
試驗裝置12的另一實施例在試驗裝置的後端處可具有一個或多個小凹痕以提供止動點，當切割塊移動到位時，允許該切割塊的柱坐落於該凹痕中。例如，凹痕可接受該切割引導裝置的可移動固定銷，其將切割引導裝置相對於試驗裝置12固定在位，而無需使用螺栓80，下面將更詳細描述其的用途。也可以使用進一步的連接機構；總體構思是提供可固定在確定位置中的試驗裝置和切割塊，但是該確定位置在固定之前是可調節的。
圖5A和圖5B中示出試驗裝置112的另一個實施例。由於該試驗裝置112具有髁區域和其它類似特徵，因此其可類似於試驗裝置12。但是在示出的特定實施例中，試驗裝置112具有開口16，前部鄰接部分116處於該開口的最前部分。該前部鄰接部分116意在接納切割塊150的相應前部鄰接銷152，如圖6中所示。在使用中，元件154(在箭頭「A」的方向上)被提起，其導致銷152在相同方向上被提起。上述可通過使用彈簧和彈簧銷組件或任意其它特徵來實現。如果使用彈簧和彈簧銷，元件154的向上移動壓縮擱置在元件154頂部上並保持在引導裝置150中的彈簧156。當釋放元件154時，彈簧156迫使銷152伸出引導裝置150到達圖6中所示的延伸位置。
在使用中，當元件154被致動且銷152縮回時，切割塊150沿著取向槽20在試驗裝置112的開口中滑動就位。當達到正確位置時，使用者釋放元件154，導致銷152從塊150伸出。在一些實施例中，如圖7中所示，銷152與試驗裝置112的鄰接部分116相接合。如在圖5B中所示的另一進一步和優選的實施例中，銷152可由銷接納部分118接納，以便將銷152(亦即切割引導裝置150)保持在位。為了從試驗裝置112移除引導裝置150，提升回元件154，並且引導裝置可自取向槽20滑動出。在一個特別優選的實施例中，試驗裝置112可具有銷接納部分118，如圖5B中所示。在一個特定的實施例中，銷接納部分118捕獲銷的前部，保持該引導組件不從前面錯位，同時允許相對於後止動部(或壁捕獲器(wall capture))有向後的自由度。
通常使用的鑽孔器是側面切割，這樣進行前/後切除直到切割器達到A/P止動部。如果止動部定位成使得沒有A/P自由度，那麼不需要在A/P方向上進行側面切割或切除。這依賴於試驗裝置的尺寸和設計。
如圖6中「L」所示，由塊150的長度L控制方向性的界限。塊150的長度越短，則在取向槽20中允許更前/更後的移動。
不需要塊50、150與帶有取向槽20的試驗裝置相配合。應該理解，塊50可卡合在位或通過其它裝置以其它方式連接到試驗裝置上。
切割引導裝置50、150優選是盒狀部件，其在股骨製備過程中意在引導工具。該盒子優選由四個完全豎向的側面形成，但對於該盒子來說可能具有更少的側面和具有不同高度和長度的側面。(術語「盒子」只是為了便利的目的，並且意在指代切割引導構造)。在一個特定的優選實施例中，引導裝置具有用來限制後切割的後壁或捕獲器62。
在手術中製備內部盒體幾何形狀過程中，切割引導裝置50、150意在連接到(和從其移除)試驗裝置12、112。引導裝置50，150具有接納鑽孔器的內部盒體54，如圖4中的例子所示。內部盒體的高度H可變化。另外，寬度和其它尺寸也可以變化，以便允許引導裝置50與特定尺寸的股骨相適配，從而適應各種盒體幾何形狀深度和前/後長度。
在一個優選實施例中，提供多於一個的引導裝置50、150，以適應各種植入物和患者尺寸。盒體幾何形狀深度由引導裝置的高度確定。如圖4中所示，可用於引導裝置50的鑽孔器210的例子具有頸圈212，其確定鑽孔器延伸進入骨中的深度。頸圈112由引導裝置50的頂表面60擋住。這樣，提供具有不同高度的各種尺寸的引導裝置50就允許外科醫生使用同一鑽孔器110來製備不同深度的空腔。
在圖7所示的實施例中，由引導裝置150的長度控制A/P方向。在圖1和2所示的替換實施例中，由方向性限制槽56控制A/P方向。如果使用螺栓80的話，這些槽56適於接納螺栓80。槽56在內側/外側上定位成使得槽56與假體耳形打孔器的孔位置104適配(圖3B中所示)。槽56還允許將引導裝置50定位在試驗裝置12的任何所希望的前/後位置上，使其與所希望的假體尺寸需要的穩固/約束用的盒體幾何形狀的位置和長度相關。如圖2所示，槽56適於接納螺栓，以便將引導裝置50固定在位。
該特徵使得外科醫生按需要將試驗裝置12定位在內側/外側位置上，並且按需要在前/後方向上定位該引導位置，使得外科醫生對相對於最終使用的植入物的形狀和位置所進行的切割有清楚的了解。一旦引導裝置50正確放置，螺栓80限制該前/後移動。
如圖1和2中所示的那樣，保持螺栓80具有柱86，其一端具有頭部88而在另一端具有任選的螺紋。在一個優選的實施例中，螺栓80是中空的84，從而允許使用額外的固定銷來進一步將引導裝置50和螺栓80固定到患者的遠端股骨。如果設有螺紋82，它們可與接納部分28的螺紋30相配合。在一個特別優選的實施例中，螺栓頭88具有擴孔，以允許使用六角形驅動器。
允許該塊相對於試驗裝置移動的A/P距離可以以另一種方式來控制，即，通過不使用螺栓80的方向性限制槽或通過試驗裝置的任意其它區域，將骨釘或螺釘直接插入遠端骨中，這可固定該組件，並且無需使用作為A/P平移止動件的螺栓。另一可替換的實施例將是通過中空螺栓80插入骨釘或螺釘。
在手術中，在已經進行預備切除來適應沒有穩固/約束用的中央盒體的遠端股骨假體之後，將試驗裝置12、112放置到遠端股骨上。這種用於製備遠端股骨的切割和方法在現有技術中是已知的。然後將試驗裝置12、112定位(通過用脛骨和/或膝蓋骨的骨覆蓋和/或試用)在所希望的內側/外側位置，並通過一個或多個固定孔26固定在位。在一個優選實施例中，至少一個固定孔26定位在膝蓋骨區域34(或前法蘭)上。
然後將切割引導裝置50、150放置在位於試驗裝置12的開放側邊緣24上的取向槽20中，如果有必要的話，接著將保持螺栓80旋入試驗裝置12中的接納部分28中。通過旋鈕型頭部或用六角形驅動器將螺栓80擰緊到所需的阻力。如果需要的話，可沿取向槽20和沿著方向性限制槽56用保持螺栓80將切割引導裝置50擰緊在任意給定的位置中。如果需要額外的固定，骨釘或其它固定機構可放置穿過螺栓80的中空區域84並進入遠端股骨。一旦使用已知方法通過切割引導裝置50、150進行骨切除，那麼將切割引導裝置50，150從試驗裝置12拆除，同時試驗裝置12保持在患者股上的位置。在拆除試驗裝置12之前可進行任意的必要試驗。如果需要製備額外的盒體幾何形狀，可以把切割引導裝置50、150重新放入原位，而不需要將其再固定到骨上，其有助於防止由手術導致的骨磨損或損耗，並且無需再切割或再定位。
在不脫離本發明和下述權利要求的範圍或精神下可以對上述和附圖中所示的結構和方法進行變化和更改、增加和刪除。
權利要求
1.一種股骨試驗裝置和切割引導裝置組件，包括(a)股骨試驗裝置部件，該股骨試驗裝置部件包括由一開口分開的髁區域，所述開口限定了具有最前部分和開放側邊緣的中央部分；以及(b)可拆卸的切割引導裝置，其適於由所述開口接納，並與所述開口的最前部分成可調節的關係地固定在所述開口內。
2.權利要求1所述的組件，其中，所述切割引導裝置具有後捕獲器。
3.權利要求1所述的組件，其中，所述開放側邊緣包括接納所述切割引導裝置的基部的取向槽。
4.權利要求1所述的組件，其中，所述切割引導裝置具有方向性限制槽。
5.權利要求4所述的組件，其中，所述方向性限制槽允許相對於所述股骨試驗裝置來調節所述切割引導裝置。
6.權利要求1所述的組件，還包括保持螺栓，該保持螺栓由該方向性限制槽接納，以將所述切割引導裝置固定到所述股骨試驗裝置。
7.權利要求6所述的組件，其中，所述螺栓是中空的。
8.權利要求1所述的組件，其中，所述股骨試驗裝置包括一個或多個接納部分，該接納部分適於接納保持螺栓的端部。
9.權利要求1所述的組件，其中，所述切割引導裝置具有可移動的固定銷，其滑動進入所述股骨試驗裝置中的凹痕內，以便將所述切割引導裝置保持在股骨試驗裝置的方向性限制物中。
10.權利要求1所述的組件，其中，所述股骨試驗裝置具有一個或多個固定孔，該固定孔允許將該股骨試驗裝置固定到準備好的的遠端股骨。
11.權利要求1所述的組件，其中，所述切割引導裝置具有適於接納和擋住切割工具的內部捕獲器。
12.權利要求1所述的組件，其中，所述組件具有多個具有不同尺寸的切割引導裝置，以提供不同的深度和前/後長度選擇。
13.權利要求1所述的組件，其中，所述試驗裝置具有前部鄰接部分，並且所述切割引導裝置具有銷，該銷適於由所述前部鄰接部分接納，以便將所述切割引導裝置相對於所述試驗裝置固定在位。
14.權利要求13所述的組件，其中，所述切割引導裝置具有可縮回的元件，該可縮回元件致動一彈簧，以允許所述銷相對於所述切割塊上升和下降以及相對於所述試驗裝置固定在位。
15.一種用於製備遠端股骨以便接納後穩固假體的方法，包括(a)用前和後斜面切割切除和準備患者的遠端股骨；(b)將股骨試驗裝置部件定位在所述遠端股骨上，所述試驗裝置部件包括(i)由一開口分開的髁區域，所述開口限定了具有最前部分和開放側邊緣的中央部分；以及(ii)可拆卸的切割引導裝置，其適於由所述開口接納，並與所述開口的最前部分成可調節的關係地固定在所述開口內；以及(c)使用所述可拆卸的切割引導裝置來引導切割工具，以便製備所述患者的遠端股骨以接納後穩固假體。
全文摘要
本發明的各種實施例提供了一種遠端股骨試驗裝置，其允許外科醫生使用植入物形狀的試驗裝置來切割出遠端股骨的中央盒體幾何形狀。該試驗裝置包括一切割引導裝置，其可從試驗裝置上拆除並可相對於試驗裝置進行調節。該引導裝置意在控制切割工具的深度和方向，上述切割工具用來製備適於後穩固植入的股骨。
文檔編號A61B17/17GK101083944SQ200580043933
公開日2007年12月5日 申請日期2005年12月21日 優先權日2004年12月21日
發明者R·R·小迪斯 申請人:史密夫和內修有限公司