用於整形外科手術的往復式銼刀的製作方法

2023-12-07 08:54:41

專利名稱：用於整形外科手術的往復式銼刀的製作方法
技術領域：
本發明整體涉及用於進行整形外科關節置換手術的整形外科器械，更具體地講涉及用於進行整形外科關節置換手術的往復式銼刀。
背景技術：
在患者的一生中，由於(例如)疾病或創傷原因，可能需要對患者進行全肩關節置換手術。在全肩關節置換手術中，利用具有假體頭部的肱骨部件置換患者原來的肱骨的頭部。肱骨部件通常包括植入患者肱骨髓腔內的細長杆。在這種全肩關節置換手術中，肩胛骨的天然關節盂面被重建或以其他方式置換成提供支承表面的關節盂部件，使得肱骨部件的假體頭可關節連接在該支承表面上。如上文所提及的，在存在多種病症中任何一種的情況下，可能需要進行肩關節置換手術。一種這樣的病症是因(例如)盂肱關節炎而使患者肩胛骨在靠近關節盂面的區域出現惡化。出現這種病症時，通常會在關節盂面後部觀察到患者肩胛骨侵蝕現象。這種肩胛骨侵蝕會增加採用常規關節盂部件進行治療(如果還有可能進行治療的話)的難度。治療這種病症的一種方式是採用通常被稱為增強關節盂部件的改進關節盂部件。增強關節盂部件具有比相應的前緣更厚的後緣。需要不時進行翻修手術以置換關節盂部件。在這種翻修手術中，通過外科手術移除以前植入的關節盂部件，並在患者關節盂內植入置換關節盂部件。髁突下板 (subcondylar plate)可能會在翻修手術後損壞或缺損。翻修手術還會在肩胛骨的關節盂穹窿的松質骨內造成缺陷，一些缺陷可能相當大。進行翻修手術之後，很難用肩胛骨關節盂穹窿上剩餘的有限骨骼固定翻修關節盂部件。已經開發出包括金屬背襯的穹窿填充翻修關節盂部件，該背襯延伸進(即「填充」)關節盂穹窿以代替缺損的骨骼。接著，將通常由聚乙烯(如UHMWPE)或諸如陶瓷或金屬之類其他材料製成的支承部件固定到植入的金屬背襯上，以形成可將肱骨部件的近端(如假體頭部)關節連接到其上的支承表面。在關節盂外科手術中，通常利用諸如旋轉球形或環形鉸刀之類簡單的外科器械製備關節盂面。由於傳統的關節盂部件(即非增強關節盂部件或穹窿無填充關節盂部件)通常具有彎曲或平坦的均勻背面幾何形狀，其使得關節盂製備相當簡單，因此該器械已經足
4夠。然而，使用具有複雜背面幾何形狀的關節盂部件(如增強關節盂部件或穹窿填充關節盂部件)使骨骼製備更加困難。外科醫生在實施徒手技術時不得不組合使用鉸刀、骨鋸和銼刀，並且需要經常中斷操作，以對植入這些複雜的部件進行術中評價。類似病症會出現在患者髖骨的髖臼內。也就是說，由於(例如)關節炎，會導致患者髖骨在靠近髖白的區域出現惡化。這種髖骨侵蝕會增加採用常規髖白部件進行治療(如果還有可能進行治療的話)的難度。治療這種病症的一種方式是使用髖白增強部件置換病變或損壞的骨骼組織。

發明內容
根據一個方面，增強關節盂部件包括位於該部件後側的支座。該增強關節盂部件還包括具有翅片的錨栓和多個穩定栓。根據另一個方面，往復式銼刀使得能對骨骼進行植入具有這種複雜幾何形狀的增強關節盂部件所必須的外科手術製備。利用銼刀使得能用單種器械以及在一個精確有效的步驟中製備後關節盂。在示例性實施例中，往復式銼刀包括軸，該軸具有能裝配進往復式電動工具的末端。位於軸另一端的切割頭具有與增強關節盂部件的支座相匹配的幾何形狀。銼刀的切割頭蓋滿齒狀物。當切割頭以往復運動推進到關節盂的骨骼組織內時，所述齒狀物研磨骨骼， 從而逐漸形成接納所述增強關節盂部件所需的形狀。往復式銼刀還包括對齊構件，用於在整形外科手術過程中接納導銷。在示例性實施例中，對齊構件體現為固定到銼刀軸上的一對導向環。銼刀還包括深度擋塊，當切割頭已經到達所需深度時，該擋塊在關節盂的前表面上觸底。根據另一個方面，穹窿部件包括形成楔形主體的多個傾斜的側壁。穹窿關節盂部件包括腔體和用於接納骨螺釘的多個螺孔，以將該部件固定到患者肩胛骨的骨骼組織。根據另一個方面，往復式銼刀使得能對骨骼進行植入具有這種複雜幾何形狀的穹窿關節盂部件所必須的外科手術製備。利用銼刀使得能用單種器械以及在一個精確有效的步驟中製備關節盂穹窿。在示例性實施例中，往復式銼刀包括軸，該軸具有能裝配進往復式電動工具的末端。位於軸另一端的楔形切割頭具有與楔形穹窿關節盂部件相匹配的幾何形狀。銼刀的切割頭蓋滿齒狀物。當切割頭以往復運動推進到關節盂的骨骼組織內時，齒研磨骨骼，從而逐漸形成接納穹窿關節盂部件所需的楔形。往復式銼刀還包括對齊結構，用於在整形外科手術過程中接納導銷。在示例性實施例中，對齊構件體現為形成於銼刀軸內的細長的對齊孔。在銼刀軸內形成多個觀察窗，以允許在將導銷設置在對齊孔內時使導銷可視。根據另一個方面，髖白增強部件包括形成二分之一半球形主體的彎曲外表面。髖臼增強部件包括腔體和用於接納骨螺釘的多個螺孔，以將該部件固定到患者髖骨的骨骼組織。根據另一個方面，往復式銼刀使得能對骨骼進行植入具有這種複雜幾何形狀的髖臼增強部件所必須的外科手術製備。銼刀的使用使得能準確且有效地製備患者的髖臼。
在示例性實施例中，往復式銼刀包括可移除的軸，該軸具有可配合進往復式電動工具的末端。作為另外一種選擇，該軸可用作手動工具。可以將二分之一半球形切割頭連接到可移除的軸另一端。切割頭具有與髖臼增強部件相匹配的幾何形狀。銼刀的切割頭蓋滿齒狀物。當切割頭以往復運動推進到髖白的骨骼組織內時，齒研磨骨骼，從而逐漸形成接納髖白增強部件所需的複雜形狀。往復式銼刀還包括對齊結構，用於在整形外科手術過程中將銼刀與測試器械對齊。在示例性實施例中，對齊構件體現為形成於銼刀切割頭內的細長凹槽，以接納測試器械的細長舌狀物。


特別參照下圖進行詳細說明，其中圖1為增強關節盂部件的透視圖；圖2和3為圖1的增強關節盂部件的側視圖；圖4為整形外科手術中用於植入圖1的增強關節盂部件的往復式銼刀的透視圖；圖5為圖4的往復式銼刀的切割頭的正視圖；圖6為圖4的往復式銼刀的側視圖；圖7為示出導銷的透視圖，該導銷在整形外科手術過程中插入患者關節盂，以植入圖1的增強關節盂部件；圖8為類似於圖7的視圖，示出了在銼磨患者關節盂過程中圖4-6的往復式銼刀；圖9為類似於圖8的視圖，示出了在用圖4-6的往復式銼刀銼磨之後的患者關節孟；圖10為穹窿關節盂部件的透視圖；圖11為圖10的穹窿關節盂部件的另一側的透視圖；圖12為整形外科手術中用於植入圖10的穹窿關節盂部件的往復式銼刀的透視圖；圖13為圖12的往復式銼刀的切割頭的正視圖；圖14為圖12的往復式銼刀的側視圖，其中一部分被移除以示出銼刀的對齊孔；圖15為示出導銷的透視圖，該導銷在整形外科手術過程中插入患者關節盂，以植入圖10和11的穹窿關節盂部件；圖16為類似於圖15的視圖，示出了在銼磨患者關節盂過程中圖12-14的往復式銼刀；圖17為類似於圖16的視圖，示出了在用圖12-14的往復式銼刀銼磨之後的患者
關節盂；圖18為髖臼增強部件的平面圖；圖19為圖18的髖臼增強部件的側正視圖；圖20為圖18的髖臼增強部件的透視圖；圖21為整形外科手術中用於植入圖18-20的髖臼增強部件的往復式銼刀的切割頭的透視圖；圖22為圖21的往復式銼刀的切割頭的橫截面圖23為圖21的往復式銼刀的切割頭的平面圖；圖M為用於進行採用圖21-23的往復式銼刀的外科手術的測試器械的透視圖；圖25為可移除軸的側正視圖，該軸可以選擇性地連接到圖21-23的往復式銼刀的切割頭；圖沈為圖25的可移除軸的橫截面圖；圖27和觀為示出連接到往復式銼刀的切割頭的可移除軸的橫截面圖，應當注意， 為清楚起見，橫截面圖中未示出可移除軸的銷；圖四為示出患者髖臼的透視圖，所示髖臼已經在整形外科手術過程中用球形鉸刀鉸削以植入圖18-20的髖臼增強部件；圖30為類似於圖四的視圖，示出了插入患者被鉸削的髖臼內的圖M的測試器械；圖31和32為類似於圖四的視圖，示出了銼磨患者髖臼過程中圖21-23的往復式銼刀；圖33為類似於圖四的視圖，示出了用圖21-23的往復式銼刀銼磨之後的患者髖臼；圖34為類似於圖四的視圖，示出了植入患者髖臼的髖臼增強部件；圖35為整形外科手術中用於植入圖18-20的髖臼增強部件的另一種往復式銼刀的平面圖；圖36為圖35的往復式銼刀的側視圖；圖37為示出患者髖臼的透視圖，所示髖臼已經在整形外科手術過程中用球形鉸刀鉸削以植入圖18-20的髖白增強部件，應當注意，測試器械已經插入鉸削過的髖臼內；圖38為類似於圖37的視圖，示出了銼磨患者髖臼過程中圖35和36的往復式銼刀；圖39為類似於圖35的視圖，但示出了用於將銼刀連接到手動工具或電動工具的另一種連接機構；圖40為類似於圖21的視圖，但示出了用於將銼刀連接到手動工具或電動工具的另一種連接機構；圖41為手動工具的另一個實施例的側視圖；圖42為可用作手動工具或電動工具的卡盤的陰螺紋連接器的局部透視圖；圖43為可用作手動工具或電動工具卡盤的另一個陰螺紋連接器的局部側正視圖；圖44為圖43的陰螺紋連接器沿圖43的44_44線截取並以箭頭方向觀察時的橫截面圖；圖45為圖43的陰螺紋連接器沿圖43的45_45線截取並以箭頭方向觀察時的橫截面圖；圖46為銼磨患者髖臼過程中與往復式銼刀一起使用的墊塊的透視圖；圖47為圖46的墊塊的後正視圖；圖48為圖46的墊塊的前正視圖；圖49為圖46的墊塊的仰視圖50為類似於圖40的視圖，但示出了具有帶喇叭形開口端的細長凹槽的往復式銼刀；以及圖51和52為類似於圖四的視圖，示出了在使用圖46-49的墊塊銼磨患者髖臼過程中的往復式銼刀。
具體實施例方式雖然本發明的概念易於具有各種修改形式和替代形式，但其具體示例性實施例已在附圖中以舉例的方式示出，並且將在本文中詳細說明。然而應當理解，本文無意將本發明的概念局限為所公開的具體形式，而是相反，本發明的目的在於涵蓋本發明的精神和範圍內的所有修改形式、等同形式和替代形式。在本公開中有關本文所述的整形外科植入物和患者的自然解剖部分使用了表示解剖學參考的術語，例如前側、後側、內側、外側、上、下等。這些術語在解剖學和整形外科領域都具有公知的含義。除非另外指明，否則說明書和權利要求中使用的此類解剖參考術語旨在符合其公知的含義。現在參見圖1-3，其中示出了增強關節盂部件10。增強關節盂部件10包括在其一端具有凹表面26的主體22。主體22的凹表面沈提供了天然的或假體肱頭關節連接於其上的平滑的支承表面。支座M從主體22的前內側面32背對凹表面沈向外延伸。支座M 的後內側面觀在前/後方向基本上是平的，而在上/下方向是圓的(即凸的)。前內側面 32在所有方向是圓的(即凸的)，但可包括平坦部分，以滿足給定設計的需要。側面30從後內側面觀向前內側面32垂直延伸。作為另外一種選擇，側面30可相對於後內側面觀和前內側面32兩者成一定角度。增強關節盂部件10還包括錨栓34。錨栓34從前內側面32垂直伸出。錨栓34包括充當引入端的錐形頭36，以有利於插入在患者肩胛骨關節盂面內鑽出或以其他方式形成的孔內。關節盂部件10還包括多個穩定栓38。其中一個栓38從前內側面32伸出，另一個栓38從支座M的後內側面觀伸出。三個穩定栓38中另一個從前內側面32和支座M 兩者伸出，即橫跨支座M和前內側面32。通常，穩定栓38比錨栓34短。此外，一些穩定栓 38(例如，從前內側面32伸出的穩定栓)比另一些短，但也可以採用其他構型。穩定栓38 被接納到在患者肩胛骨關節盂面內鑽出或以其他方式形成的多個對應的孔內。在本文所述示例性實施例中，增強關節盂部件10體現為一體化的模製部件。也就是說，主體22、錨栓34和穩定栓38採用諸如聚乙烯之類的聚合物整體模製為一體。合適的聚乙烯的一個例子是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。除了聚合物之外，增強關節盂部件10 還可由陶瓷、金屬或複合材料製成。這些材料的例子包括氧化鋁、氧化鋯和氧化鋁-氧化鋯複合物或複合材料。錨栓34包括多個徑向翅片40。翅片40是可變形的。這允許錨栓34與在患者肩胛骨的關節盂面內鑽出的錨孔貼合，但又阻止移除或「拔出」錨栓34。錨栓34上可包括任何數量或尺寸的徑向翅片40。此外，雖然本文所述每個翅片40均具有相同外徑尺寸，但應當理解，還可以想到採用其他構型。例如，翅片40可設置為錐形構型，其中翅片40的相應的外徑從錨栓34遠端向錨栓34近端逐漸增大(即相對於設置在錨栓34近端附近的環，設置在錨栓34遠端的環具有較小的直徑)。
翅片40被構造成當把錨栓34插入在患者關節盂內鑽出的錨孔時略微變形。這種情況發生在翅片40被推入錨孔時，因為錨孔被鑽成具有比錨栓34的軸直徑略大、但又比翅片40的外徑小的直徑，從而使翅片40在被「推入」錨孔並與鑽孔側壁接觸時發生變形。就像螺釘的螺紋提供了防止將螺釘從其擰入的材料中拔出的阻力一樣，翅片40的這種變形也提供了防止將錨栓34從鑽出的錨孔中拔出的阻力，從而將增強關節盂部件固定到肩胛骨。此外，在將增強關節盂部件10植入患者肩胛骨一段時間後，骨骼組織或其他類型組織會生長到翅片40之間的間隙內，從而進一步提供防止將錨栓34拔出鑽孔的阻力。在植入關節盂部件10之後，穩定栓38可以防止增強關節盂部件10相對於肩胛骨產生旋轉或其他類型的運動。每個穩定栓38的遠端都具有充當引入端的錐形頂端，以有利於將穩定栓38插入在患者肩胛骨的關節盂面內鑽出的相應穩定孔。穩定栓38可以在主體22上以任何取向布置，以滿足增強關節盂部件給定設計的需要。此外，應當理解，可採用任何數量的穩定栓38來滿足增強關節盂部件給定設計的需要。這種變型的例子在共同擁有的美國專利No. 6，699，289中示出，藉此將該專利全文以引用的方式併入本文。現在參見圖4-6，圖中示出了往復式銼刀50，該銼刀可用於外科手術製備患者關節盂，以有利於植入與增強關節盂部件10相關的複雜幾何結構。銼刀50包括錐形軸52，錐形軸具有配合進往復式電動工具100的卡盤的近端54(參見圖7和8)。往復式銼刀50還包括固定到軸52的相對的遠端56的切割頭58。如下文將更詳細討論的，切割頭58的幾何形狀與增強關節盂部件10的支座M的幾何形狀一致。往復式銼刀50的切割頭58包括多個切割齒60。當以往復運動將銼刀50推進到與患者肩胛骨的關節盂面接合時，往復式銼刀50的切割齒60研磨或以其他方式切割肩胛骨的骨骼組織，從而逐漸形成具有接納增強關節盂部件10的支座M所需的幾何形狀(即形狀)的凹口。切割頭58包括大致為D形(即半橢圓形)的側表面或背側表面62。與側表面62 相對的是導向切割面64。切割頭58的導向切割面64類似於增強關節盂部件10的支座M 的後內側面觀的形狀。也就是說，導向切割面64在前/後方向基本上是平的，而在上/下方向是圓的(即凸的)。導向切割面64由多個切割齒60的外表面限定。基本上平的光滑前側壁66從切割頭58的側表面62向上延伸到導向切割面64。如圖4所示，前側壁66沒有切割齒。彎曲的側壁68從切割頭58的側表面62向上延伸到導向切割面64。曲面後側壁68從前側壁66 —端向另一端延伸，並且限定了通常採用D形設計的切割頭的彎曲後部。 類似導向切割面64，後側壁68由多個切割齒60的外表面限定。往復式銼刀50還包括對齊構件，如下文更詳細討論的，該構件將銼刀50與導銷對齊。對齊構件可體現為多種不同結構中任何一種，其被構造為與外科手術植入的導銷配合， 以將銼刀50的切割頭58定位在相對於導銷的所需位置內。可充當對齊構件的結構的例子包括一個或多個套筒、環、中空凸起部、圓柱體、導向器、吊鉤或能夠接納導銷的任何其他類似結構。在本文所述示例性實施例中，對齊構件體現為一對環70和72。如圖4所示，環70 鄰近銼刀切割頭58的前側壁66設置。在本文所述示例性實施例中，環70形成於前側壁66 內，但也可體現為以焊接或其他方式固定到銼刀50上的單獨部件。前側壁66還包括形成於其中的曲面槽74。當導銷進入環70時，曲面槽74為導銷提供了間隙。
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環72位於銼刀的錐形軸52上介於其近端M和其遠端56之間的位置。類似於環 70，環72可以與銼刀的錐形軸52成形為一體，或者可體現為以焊接或其他方式固定到軸52 上的單獨部件。環70和72各自都可具有合適的尺寸與形狀，以允許銼刀50自由地往復運動，同時銼刀50固定在導銷上以保持銼刀50所需取向。如圖4所示，環70和72的中心點位於單條線76上，該線平行於銼刀的錐形軸52的縱向軸線78，並與其間隔開來。因此，導向軸線76與該錐形軸的軸線78錯開。偏移量可以變化，並且不但與銼刀的尺寸/形狀有關，而且部分地與設置導銷所用外科手術器械和方法有關。往復式銼刀50還包括固定到銼刀切割頭58上的深度擋塊80。如下文更詳細描述的，深度擋塊80在患者關節盂的鉸削前表面上觸底，以確保將後關節盂面製備到相對於前關節盂面的所需深度。換句話講，深度擋塊80使外科手術製備的前關節盂面和後關節盂面之間形成空間關係(即深度)，這種空間關係與關節盂部件的支座M的後內側面觀和其前內側面32之間的距離相匹配。該距離由從支座的後內側面觀向增強關節盂部件10的前內側面32垂直延伸的側表面30的高度限定。類似於上述對齊構件，深度擋塊80可體現為多個不同結構。例如，深度擋塊80可體現為一個或多個凸塊、條、凸緣和其他類似結構，該結構被構造成在患者關節盂的前表面上觸底，以防止切割頭58進一步穿透患者關節盂的後表面。在本文所述示例性實施例中， 深度擋塊80體現為大致D形的條，該條的末端固定到銼刀切割頭58的前側壁66。該構型形成窗口 82，外科醫生可透過該窗口觀察患者的關節盂表面，而外科醫生視線不會被深度擋塊80遮擋。現在參見圖7-9，圖中示出了一種外科手術，該外科手術利用往復式銼刀50製備患者關節盂84，以植入增強關節盂部件10。該外科手術從術前規劃開始，在該步驟中，除了別的以外，在將掃描機架垂直於關節盂平面和肩胛骨平面設置的情況下，獲得薄層(Imm) 軸位CT掃描圖像。獲得關節盂中緯線正下方的單個軸向層面，以測量關節盂扭轉。然後可以針對患者情況進行後傾校正。當術前規劃結束後，解剖並收縮患者的軟組織，以允許進入關節盂。通常實現對骨性關節盂的完全(即360° )暴露。如圖7所示，接著以允許所需量的後傾校正的取向將導銷86插入關節盂84的中心。這可以利用多個不同銷設置裝置中的一種實現。導銷86可以在沿其長度的位置內具有刻痕，以允許受控地斷裂，從而在插入之後調節導銷86的長度。具體地講，在手術中的任何時間點，可以通過在刻痕正上方設置手柄，並在同一刻痕正下方設置針驅動器，並且在刻痕處彎曲導銷86，從而使導銷86的長度減小至更可取的長度。在本文所述示例性的手術中，導銷86從關節盂側向伸出兩至三英寸。接著可以將定徑銷導向器(未示出)設置為套在導銷86上。定徑銷導向器用來根據患者關節盂確定增強關節盂部件的最佳尺寸。通常，在不伸出骨骼表面周邊的情況下， 所需尺寸的增強關節盂部件儘量多地覆蓋關節盂面。接著以典型方式對患者關節盂84的前表面88進行鉸削。具體地講，使用套在導銷86上的球形鉸刀(未示出)對關節盂的前表面88進行鉸削，以形成從關節盂84的上緣 (即12點方向)至關節盂84的下緣(即6點方向)的均勻凹面。該鉸削麵90是通過外科手術製備的最終表面，其在植入增強關節盂部件10時接觸增強關節盂部件10的前內側面 32。應當理解，如果所用球形鉸刀小於增強關節盂部件10的上/下維度，前關節盂的上方和/或下方會保留少量骨骼。這部分剩餘的骨骼可用周邊鉸刀(未示出)移除。作為另外一種選擇，可使用手銼(未示出)移除剩餘骨骼。圖7示出了患者的前關節盂84的鉸削麵 90。接著可以將深度規(未示出)設置為套在導銷86上。確定深度規背面與製備的前關節盂面90之間的接觸和適形情況。如果外科醫生不滿意接觸與適形情況，可以接著進一步製備骨骼。經深度規插入深度探針(未示出)，可以測量後關節盂缺陷的最大深度。在一個示例性器械中，深度規後半部內設置有三個孔，從而可以評價三個不同的位置及其相應的深度。在大多數情況下，缺陷的最大深度在關節盂的後下象限內。這種評價使得可以進行植入物選擇(即，選擇具體尺寸的增強關節盂部件10)。例如，如果最大深度為3mm或更小，則需要具有3mm增量(即3mm厚的支座的增強關節盂部件10。如果測量的深度在3mm和5mm之間，則需要具有5mm增量的增強關節盂部件10。如果測量的深度在5mm和 7mm之間，則需要具有7mm增量的增強關節盂部件10。在本文所述示例性手術中，如果測量的深度大於7mm，則可能需要從患者關節盂84的前表面88上移除額外的骨骼。在這種示例性情況下，要移除額外骨骼的量等於最大缺陷減去7mm。接著將適當尺寸的後部製備導向器(未示出)設置為套在導銷86上，以使得同心地緊密接觸製備的前關節盂面90。導向器內的後窗口限定了待製備的關節盂84的後表面 94的邊界，以接納增強關節盂部件10的支座24，並且可用作模板，以使用無菌筆或bovie 刀標記這些邊界。在標記出支座M的邊界之後，通過外科手術製備後關節盂。開始時，可以用鋸條或其他外科手術工具在患者關節盂84的中線內沿上/下方向形成槽92。形成的槽92平行於導向器的切割表面。槽92的深度取決於鋸條上的刻痕。例如，對於3mm的增量，應推進鋸條直至3mm的刻痕與後部製備導向器的側表面處於同一水平為止。這樣會在關節盂84 中心產生骨骼壁，其用作增強關節盂部件10的內側面的前半部與後半部之間的垂直臺階， 即對應於增強關節盂部件10的側面30的外科手術製備的表面。槽92在圖7中示出。接著，可以用手銼(未示出)除去關節盂84的後表面94上任何硬的軟骨下的骨骼。接著，從多個不同尺寸的銼刀50中選出尺寸與所選增強關節盂部件10的支座M 相匹配的往復式銼刀50，並用該銼刀完成後部製備。接著，將所選往復式銼刀50的錐形軸 52的近端M固定到往復式電動工具100的卡盤內。用卡盤夾住之後，將銼刀套在導銷86 上推入。具體地講，首先將導銷86穿過靠近銼刀切割頭58的導向環70，然後再穿過靠近銼刀的錐形軸52中部的導向環72。穿過導向環70和72推進導銷86可以將銼刀切割頭58 與關節盂84的後表面94上標出的邊界(即關節盂84的後表面94上將通過外科手術製備以接納增強關節盂部件10的支座M的部分)對齊。讓導銷86在導向環70和72內居中也可以控制(即引導)往復式銼刀50的軌線。如圖8所示，在將往復式銼刀50套在導銷86上後，外科醫生啟動往復式電動工具 100，並推進切割頭58的導向切割面64，使其接觸關節盂84的後表面94。當朝患者關節盂 84向內推進銼刀50時，銼刀50的往復運動會研磨並不斷除去骨骼，直到深度擋塊80的引導表面96 (參見圖4-6)在患者關節盂84的鉸削前表面90上觸底。這確保銼磨的後關節盂面98被製備至相對於鉸削的前關節盂面90所需的深度。當銼刀50的深度擋塊80以這種方式接觸關節盂84上的鉸削前表面90時，對關節盂84的後部製備完成，即銼磨的後關節盂面98已製備完畢。接著從導銷86上移除往復式銼刀50。應當理解，可採用多個不同尺寸的銼刀50來代替單個銼刀50完成對後關節盂面 98的銼磨。具體地講，可採用多個尺寸逐漸增大的銼刀50製備所需的最終尺寸。例如，可以用具有相對較小切割頭58的銼刀50進行初始銼磨。然後，可以使用一個或多個另外的具有不斷增大的切割頭58的銼刀50進行後續銼磨，以形成具有所需最終尺寸的較大腔體。將尺寸類似所選增強關節盂部件10的內側面的骨骼製備評定器(未示出)設置為套在導銷86上，用來確定對骨性表面的前鉸削和後銼磨是否足以適形於所選增強關節盂部件10。骨骼製備評定器通常充分地同心接觸製備的關節盂面。如果骨骼上的突出部分使得骨骼製備評定器無法完全就位，則可以將衝擊器、搗棒或其他器械套在導銷86上，並用來使製備的關節盂面更加適形。接著可以再次評價骨骼製備評定器的貼合性。根據所選增強關節盂部件10的支座M的臺階高度，將合適長度的中空中心鑽 (未示出)套在導銷86上。然後用該鑽製備(即鑽制)關節盂84，以接納增強關節盂部件 10的錨栓34。推進中心鑽，直到其在關節盂84的鉸削前表面90上觸底。在鑽出用於錨栓 34的中心孔之後，利用拔銷器或其他器械(未示出)抓住並取出導銷86。將所選增強關節盂部件10專用的周邊鑽導向器(未示出)插入鑽出的中心孔。然後在鑽導向器輔助下鑽出用於穩定栓38的孔。將植入試件(未示出)置於製備的關節盂內，並評價其貼合性。通常期望試件內側與製備的骨骼表面之間充分地同心接觸。如果不是這樣，則可以重複前面的一些或全部骨骼製備步驟。如果貼合性足夠，則取出試件。利用關節盂製備過程中獲得的微小顆粒骨製備「骨泥」。將骨泥放入增強關節盂部件10的錨栓34的翅片40之間，以有利於組織一體化。將骨水泥(例如PMMA基骨水泥) 放入所製備的關節盂84的周邊孔(即用於穩定栓38的孔)內，並用指尖壓實。然後插入增強關節盂部件10，並利用關節盂衝擊器(未示出)使關節盂部件10就位，直到完全接觸關節盂84周邊為止。保持在植入部件10上的壓力直至骨水泥硬化。現在參見圖10和11，圖中示出了穹窿填充(或簡單地說「穹窿」)關節盂部件110。 穹窿關節盂部件110包括具有基本上平坦的側表面114的大致楔形的金屬主體112。主體 112具有遠離側表面114向內側延伸的前表面116和後表面118。前表面116和後表面118 在圓形內側面120處配合。上表面122和下表面124也遠離側表面114向內側延伸，並在圓形的或尖的內側面120處配合。穹窿關節盂部件110的主體112具有形成於其中的腔體126。如下文將更詳細討論的，在將穹窿關節盂部件110植入患者關節盂之後，可以將凹的聚合物支承物或凸的金屬或陶瓷頭固定至穹窿關節盂部件110。這兩個部件(即支承物和金屬頭)都包括設置和鎖定在腔體126內的鎖緊結構。如圖11所示，在穹窿關節盂部件110的下表面124內形成成角度的螺孔128。螺孔1 通向腔體126。在圓形內側面120內形成另一個螺孔130，該螺孔同樣通向腔體126。 如下文將更詳細討論的，將骨螺釘頂端穿過腔體126插入螺孔1 和130，然後擰入骨骼組織，以將穹窿關節盂部件110固定到患者肩胛骨。穹窿關節盂部件110由植入級金屬(例如，不鏽鋼、鈷鉻合金或鈦)製成，但也可以採用其他金屬或合金。此外，穹窿關節盂部件的骨骼接觸表面具有設置在其上的多孔材
12料132。具體地講，前表面116、後表面118、內側面120、上表面122和下表面IM塗覆有多孔材料132，而側表面114則沒有這種多孔材料。多孔材料132為各種整形外科部件中常用的類型，用來促進骨骼組織內生到部件中。現在參見圖12-14，圖中示出了往復式銼刀150，該銼刀可用於外科手術製備患者關節盂，以有利於植入與穹窿關節盂部件Iio相關的複雜幾何結構。銼刀150包括具有近端154的錐形軸152，近端巧4就像上述銼刀50中那樣可配合進往復式電動工具100的卡盤中(參見圖15和16)。往復式銼刀150還包括固定到軸152的相對的遠端156的楔形切割頭158。如下文將更詳細討論的，切割頭158的幾何形狀與穹窿關節盂部件110的楔形幾何形狀一致。往復式銼刀150的切割頭158包括多個切割齒160，其幾何形狀與上述往復式銼刀50的切割齒60的相似。當以往復運動將銼刀150推進到與患者肩胛骨的關節盂穹窿接合時，往復式銼刀150的切割齒160研磨或以其他方式切割肩胛骨的骨骼組織，從而逐漸形成具有接納楔形穹窿關節盂部件110所需的幾何形狀(即形狀)的腔體。切割頭158包括側表面162，其形狀和尺寸與穹窿關節盂部件110的側表面114的非常類似。切割頭158還包括前切割面164和後切割面166，其中前切割面164的形狀和尺寸類似於穹窿關節盂部件110的前表面116，後切割面166的形狀和尺寸類似於穹窿關節盂部件110的後表面118。切割面164和166朝遠離切割頭的側表面162的方向伸出，並在圓的導向切割面168處配合，其中圓形導向切割面168的尺寸和形狀類似於穹窿關節盂部件 110的圓形內側面120。上切割面170和下切割面172也遠離切割頭的側表面162向內側延伸，並在導向切割面168處配合。上切割面170和下切割面172的尺寸和形狀分別類似於穹窿關節盂部件110的上表面122和下表面124。切割面164、166、168、170和172由其切割齒160的外表面限定。類似於上文結合圖1-9所述的往復式銼刀50，往復式銼刀150還包括在外科手術過程中將銼刀150與導銷186對齊的對齊構件或結構，如下文將更詳細討論的。對齊構件或結構可以體現為多種不同結構或開口中的任何一種，其被構造成與經外科手術插入的導銷186配合，以將銼刀150的切割頭158設置在相對於導銷186的所需位置。可充當對齊構件的結構的例子包括一個或多個套筒、環、中空凸起部、圓柱體、導向器、吊鉤，或能夠接納導銷的任何其他類似結構。在本文所述示例性實施例中，對齊構件或結構體現為細長的孔174，該孔穿過切割頭158延伸進入軸152(參見圖14)。如圖13和14所示，對齊孔174的一端176被限定在 (即貫穿)切割頭158的導向切割面168內。具體地講，切割頭158的導向切割面168具有形成於其中的大致V形的凹口 178。對齊孔174的末端176通向凹口 178。凹口 178為導銷提供了間隙，並在插入銷的過程中充當導銷的引入端。對齊孔174的相對端180位於銼刀的錐形軸152內處於其近端巧4和其遠端156 之間的位置。末端180大致位於軸152中部，該軸在該處附近向其直徑較小的近端IM漸縮。如圖14所示，對齊孔174的中心線和往復式銼刀150的縱向軸線位於同一條線上。錐形軸152包含對齊孔174的部分具有多個限定在其中的狹槽開口或「觀察窗」 182。觀察窗182使得外科醫生能在導銷被接納到對齊孔174內時使導銷可視。這樣， 外科醫生可以確保導銷不會在形成對齊孔174的內端180的曲面側壁上觸底。類似於上述往復式銼刀50，穹窿往復式銼刀150可體現為具有深度擋塊(未示出)。通過與上文所述類似的方式，該深度擋塊在患者關節盂表面上觸底，以確保患者的關節盂面被製備成所需深度。穹窿往復式銼刀150的深度擋塊可體現為多種不同結構。例如， 深度擋塊可體現為一個或多個凸塊、條、凸緣和其他類似結構，該結構被構造成在患者關節盂表面上觸底，以防止切割頭158進一步穿透。在示例性實施例中，深度擋塊可體現為大致 D形的條(類似於銼刀50的深度擋塊80)，該條的末端固定到銼刀的切割頭158。該構型形成窗口，外科醫生可透過該窗口觀察患者的關節盂面，同時外科醫生視線不會被深度擋塊遮擋。現在參見圖15-17，圖中示出了一種外科手術，該手術利用往復式銼刀150製備患者關節盂184，以植入穹窿關節盂部件110。外科手術從術前規劃開始，在此步驟中，除了別的以外，獲得CT掃描圖像，以規劃穹窿關節盂部件110的設置位置和取向。如果穹窿關節盂部件110作為翻修手術的一部分被植入，可以省略CT掃描，或代之以另一種檢測技術。當術前規劃結束後，解剖並收縮患者的軟組織，以允許進入關節盂。通常實現對骨性關節盂的完全(即360° )暴露。如圖15所示，接著以允許正確設置穹窿關節盂部件110中心的取向將導銷186插入關節盂184。這可以利用多個不同銷設置裝置中的一種實現。導銷186可以在沿其長度的位置內具有刻痕，以允許受控地斷裂，從而在插入之後調節導銷186的長度。具體地講， 在手術中的任何時間點，可以通過在刻痕正上方設置手柄，並在同一刻痕正下方設置針驅動器，並且在刻痕處彎曲導銷186，從而使導銷186的長度減小至更可取的長度。在本文所述示例性的手術中，導銷186從關節盂側向伸出兩至三英寸。接著可以將穹窿定徑銷導向器(未示出)設置為套在導銷186上，並用導向器確定適合患者關節盂的穹窿關節盂部件110的最佳尺寸。穹窿定徑銷導向器的周邊限定了待製備關節盂184的邊界，以接納穹窿關節盂部件110。因此，可以將該導向器用作模板，以使用無菌筆或bovie刀標記這些邊界。穹窿定徑器內還形成狹槽，該狹槽在上/下方向沿定徑器中心延伸。利用筆或bovie刀可以狹槽為模板標刻骨骼。如下文討論的，將沿著用狹槽產生的標記在骨骼內形成初始槽。在標刻了穹窿關節盂植入物110的邊界和初始槽位置之後，通過外科手術製備關節盂184。開始時，利用手術銼或其他外科手術器械在患者關節盂184內形成槽192，該槽在上/下方向延伸，並且大致對應於切割頭158的導向切割面168的寬度(參見圖15)。槽 192在關節盂184上沒有硬的軟骨下骨，從而有利於推進往復式銼刀150。接著，從多個不同尺寸的銼刀150中選出尺寸與所選穹窿關節盂部件110相匹配的往復式銼刀150，並用該銼刀完成關節盂製備。接著，將所選往復式銼刀150的錐形軸152 的近端巧4固定到往復式電動工具100的卡盤內。用卡盤夾住之後，將銼刀套在導銷186上推入。具體地講，將在銼刀的切割頭158內形成的V形凹口 178套在導銷186末端上推進， 以使得導銷186進入對齊孔174，在對齊孔處外科醫生可通過觀察窗182對導銷進行觀察。 套在導銷186上推進對齊孔174可以將銼刀切割頭158與關節盂184上標出的邊界(即通過外科手術製備以接納穹窿關節盂部件110的關節盂184的部分)對齊。套在導銷186上推進對齊孔174還可引導往復式銼刀150的往復軌線。如圖16所示，在將往復式銼刀150套到導銷186上之後，外科醫生啟動往復式電動工具100，並推進切割頭158的導向切割面168，使其接觸關節盂184。當朝患者關節盂184向內推進銼刀150時，銼刀150的往復運動研磨並繼續移除骨骼，直到切割頭158的側表面162基本上與標記的邊界以外的關節盂184的剩餘骨骼(即，並不旨在被銼刀150移除的關節盂骨骼)齊平。當切割頭158的側表面162以這種方式與剩餘骨骼齊平時，關節盂184完成銼磨製備，即已經完成對關節盂面196的銼磨(參見圖17)。接著從導銷186上移除往復式銼刀150。應當理解，可採用多個不同尺寸的銼刀150來代替單個銼刀150完成對關節盂面 196的銼磨。具體地講，可採用多個尺寸逐漸增大的銼刀150製備所需的最終尺寸。例如， 可以用具有相對較小切割頭158的銼刀150進行初始銼磨。然後，可以使用一個或多個具有不斷增大的切割頭158的另外的銼刀150進行後續銼磨，以形成具有所需最終尺寸的較大腔體。將尺寸類似所選穹窿關節盂部件110的幾何形狀的骨搗棒(未示出)設置為套在導銷186上，並用其將骨移植物壓實到關節盂穹窿壁內剩餘的任何腔體內。由於其幾何形狀，骨搗棒也充當測試穹窿部件。接著從導銷186中取出骨搗棒。然後，使用拔銷器或其他器械(未示出)抓住並取出導銷186。接著，將穹窿關節盂部件110插入銼磨的關節盂面196。使用關節盂衝擊器(未示出)座置部件110，直到完全接觸銼磨的關節盂面196的周邊。接著，將鑽導向器(未示出)插入植入的穹窿關節盂部件110的腔體126。鑽導向器被構造成相對於穹窿關節盂部件Iio下表面124內形成的螺孔1 和圓的內側面120內形成的螺孔130引導鑽孔方向。在設置到植入的穹窿關節盂部件110的腔體126內之後， 外科醫生使用鑽導向器為待插入穹窿關節盂部件110內的兩個螺釘鑽制導向孔。取出鑽導向器，並用螺絲刀將骨螺釘插入並座置於螺孔1 和130每一者內，從而將穹窿關節盂部件 110固定到患者肩胛骨的骨骼組織。接著用周邊鉸刀(未示出)移除任何周邊骨骼。這樣可以為將要安裝到植入的穹窿部件110內的支承或假體頭提供間隙。然後，可以將解剖支承試件(未示出)或關節盂安裝板/凸形支承頭(metaglene/glenosphere)組合試件(未示出)插入植入的穹窿關節盂部件110的腔體126內，以用於測試目的。在實現所需貼合性之後，取出測試部件，並將相應尺寸的植入物支承或假體頭鎖定到植入的穹窿關節盂部件110。現在參見圖18-20，圖中示出了髖臼增強部件210。髖臼增強部件210可植入患者髖部的髖白內，以置換病變或惡化的骨骼組織，從而有利於植入髖白杯。如下文將更詳細討論的，可以在外科手術製備骨骼組織的過程中使用多個往復式銼刀，以接納髖白增強部件 210。髖白增強部件210包括具有基本上平坦的側表面214的彎曲金屬主體212。主體 212具有從側表面214 —端向另一端延伸的彎曲內側面220。主體212通常成形為二分之一半球形，即大致為半球形髖白杯形狀的一半。髖白部件210的主體212具有形成於其中的腔體226。如下文將更詳細討論的，在將假體髖白杯植入患者髖白內之後，假體髖白杯被固定到腔體226內的髖臼增強部件210上。一對螺孔2 形成於髖臼增強部件210的側表面214內。螺孔2 通向彎曲內側面220。另一對螺孔230同樣形成於彎曲內側面220內，並且通向腔體226。如下文將更詳細討論的，將骨螺釘穿過螺孔2 和230，然後擰入骨骼組織，以將髖白增強部件210固定到患者髖骨。髖臼增強部件210由植入級金屬(例如，不鏽鋼、鈷鉻合金或鈦)製成，但也可以採用其他金屬或合金。在本文所述示例性實施例中，髖白增強部件210體現為多孔金屬結構。因此，髖白增強部件210外表面為多孔的(即，外表面包括多個孔23 ，但在一些實施例中，側表面214可以是光滑的。這種多孔的外表面促進組織內生，並有利於將髖白杯附連到髖白增強部件210。在其他實施例中，髖白增強部件210可體現為其外表面上設置有多孔材料的實心金屬結構。這種多孔材料可為各種整形外科部件中常用的類型，用來促進骨骼組織內生到部件中。現在參見圖21-23，圖中示出了往復式銼刀250，該銼刀可用於外科手術製備患者髖臼，以有利於植入與髖白增強部件210相關的複雜幾何結構。往復式銼刀250包括連接到可移除軸252的遠端256的切割頭258 (參見圖25和26)。軸252可用作手動工具，或者作為另外一種選擇，其近端邪4可固定到往復式電動工具100的卡盤。如下文將更詳細討論的，切割頭258的幾何形狀與髖臼增強部件210的幾何形狀一致。往復式銼刀250的切割頭258包括多個切割齒沈0，其幾何形狀分別與上述往復式銼刀50的切割齒60和往復式銼刀150的切割齒160的相似。當以往復運動將銼刀250推進到與患者髖骨的髖臼接合時，往復式銼刀250的切割齒260研磨或以其他方式切割髖骨的骨骼組織，從而逐漸形成具有接納髖臼增強部件210所需的幾何形狀(即形狀)的腔體。類似於髖臼增強部件210，切割頭258通常成形為二分之一半球形，即，大致為半球形髖白杯的形狀的一半。切割頭258包括側表面沈2，側表面具有從其上向內側延伸的後表面沈6。彎曲內側切割面沈8的幾何形狀類似於髖臼增強部件210的彎曲內側面220，並且彎曲內側切割面268與切割頭258的側表面262和後表面266兩者相配合。彎曲內側切割面沈8由其切割齒沈0的外表面限定。切割頭258具有限定在其中的連接孔沈4。如圖22的橫截面所示，連接孔264從其側表面262延伸進入切割頭258的主體。環形槽270限定在切割頭258內介於側表面 262與連接孔264底部之間的位置處，從而形成連接孔沈4的中部。如下文將討論的，可移除軸252的遠端256的幾何形狀與環形槽266側壁接合，以將可移除軸252連接到切割頭 258。類似於上文結合圖1-17所述的往復式銼刀50和150，往復式銼刀250還包括在外科手術過程中將銼刀250對齊的對齊構件或結構，如下文將更詳細討論的。然而，與上文結合圖1-17所述的往復式銼刀50和150不同，往復式銼刀250不與導銷對齊，而是與外科手術測試器械276的一部分對齊(參見圖24)。對齊構件或結構可以體現為多種不同結構或特徵中的任何一種，其被構造成與測試器械276配合，以將銼刀250的切割頭258設置在相對於測試器械的所需位置。可充當對齊構件的結構的例子包括一個或多個凹槽、軌道、套筒、環、中空凸起部、圓柱體、導向器、吊鉤，或能夠接納測試器械上形成的互補結構或特徵的任何其他類似結構。在本文所述示例性實施例中，對齊構件或特徵體現為細長凹槽274，該凹槽形成於切割頭258的後表面沈6內。如圖M所示，測試器械276包括形成於其前表面觀0內的細長舌狀物278。在銼磨患者髖白過程中，舌狀物278被設置在銼刀250的凹槽274內，從而與銼刀建立並保持對齊關係。與傳統半球形髖白測試器械不同，測試器械276包括具有部
16分半球形形狀的主體。換句話講，其形狀類似於鈍的半球形試件的形狀。因此，其前表面觀0與從其上伸出的舌狀物278共面。彎曲外表面觀2與前表面280配合。外表面觀2的曲面為半球形，即，外表面限定了與某個平面(該平面在圖中示出為前表面觀0)相交的正半球。現在參見圖25和沈，圖中更詳細示出了可移除軸252。軸252具有可供外科醫生在操縱銼刀250過程中抓握的柄部觀4。柄部284附近設置有釋放杆觀6，外科醫生可用其選擇性地將其中一個切割頭258連接到軸252。具體地講，釋放杆286機械連接至細長銷觀8，其中細長銷延伸穿過限定在軸內的孔四0。銷288具有與軸252的遠端256接合的錐形遠端四2。軸252的遠端256由一對相對的鉗口 294限定。鉗口 294的內表面四6以一定角度形成錐形，該角度對應於銷觀8的錐形遠端四2的幾何形狀。因此，當錐形遠端292 完全伸展時，錐形遠端292與鉗口 294的錐形內表面296接合，從而迫使鉗口四4向外彼此遠離。然而，當按下釋放杆286時，銷288收回(即其遠端292在遠離軸252的遠端256的方向移動)，從而允許鉗口 294偏轉或以其他方式彼此靠攏。具體地講，當銷288收回時，其錐形遠端292脫離鉗口 294的錐形內表面四6，從而允許鉗口 294朝軸中心向內偏轉。如圖27所示，按下釋放杆286後，可以將軸252推入銼刀250的切割頭258的連接孔沈4。由於銷288收回，因此允許軸252的遠端256的鉗口 294朝彼此偏轉，從而進入連接孔沈4。一旦軸252的遠端256上形成的深度擋塊298接觸切割頭258的側表面沈2， 外科醫生即可釋放該釋放杆觀6。當釋放杆286被釋放時，銷288伸展，從而使其錐形遠端292接合鉗口 294的錐形內表面四6。這迫使鉗口四4向外彼此遠離，從而使形成於鉗口 294外表面上的環狀圈302 被接納到切割頭的連接孔264的環形槽270內。當處於其完全伸展位置時，錐形遠端292 阻止鉗口 294的內表面四6向內移動，從而將可移除軸252鎖定到切割頭258上。應當理解，外科醫生隨後可通過按下釋放杆286移除軸252，以允許在軸252被拔離切割頭258時收回鉗口 294。如上所述，可移除軸252可快速連接到並脫離多種切割頭258(甚至其他外科器械)。如下文將討論的，這種結構允許在漸進式銼磨技術中使用多個不同的切割頭258。現在參見圖四-34，圖中示出了一種外科手術，該外科手術利用往復式銼刀250製備患者髖白304，以植入髖白增強部件210。該外科手術從術前規劃開始，在此步驟中，除了別的以外，獲得多個X射線圖像，以規劃髖臼增強部件210的位置和取向。如果髖臼增強部件210作為翻修手術的一部分被植入，可以省略使用X射線，或代之以另一種檢測技術。當術前規劃結束後，解剖並收縮患者的軟組織，以允許進入髖白304。通常實現對骨性髖臼的完全(即360° )暴露。接著，使用定徑導向器或其他類似器械確定待植入的髖白植入物(即髖白杯)的合適尺寸。在本文所述示例性手術中，將示出62mm髖臼杯(及相關62mm髖臼增強部件) 的植入情況。該部件具有62mm外徑(即62mm 0D)。應當理解，其他尺寸植入物的外科手術也以基本上相同的方式進行。在確定最終植入物尺寸之後，以典型方式鉸削患者的髖白。具體地講，使用球形鉸刀(未示出)鉸削患者髖骨的髖白表面，以形成如圖四所示的半球形鉸削麵306。在植入 62mm髖臼杯的情況下，使用61mm球形鉸刀(即61mm外徑的鉸刀)。該鉸削麵306為外科
17手術製備的最終表面，該表面在植入時接觸髖白杯的一部分。如圖30所示，接著將適當尺寸的測試器械276插入鉸削麵306。在本文所述62mm 髖臼杯的示例性植入情況中，使用61mm測試器械276 (即具有61mm外徑的測試器械)。如圖30所示，測試器械276設置在鉸削麵306內，其取向使得器械的細長舌狀物278面向髖骨的病變或惡化骨骼組織308(即，將用髖白增強部件210移除和置換的骨骼組織)的總體方向。如圖31所示，接著用往復式銼刀250移除髖骨的病變或惡化骨骼組織308。為此， 使用多個尺寸逐漸增大的切割頭258，直到獲得所需最終尺寸。例如，在本文所述植入62mm 髖臼增強部件210的示例性情況中，使用50mm切割頭258 (即具有50mm外徑的切割頭)進行初始銼磨。為此，外科醫生通過按下釋放杆觀6，並按上文接合圖27和觀所描述的方式將軸的遠端256的鉗口 294插入50mm切割頭258的連接孔沈4，從而首先將50mm切割頭 258固定到可移除軸252。當將50mm切割頭258連接到軸252上時，外科醫生接著將銼刀 250推向設置在鉸削麵306內的測試器械276。外科醫生將銼刀250定位成使得測試器械 276的前表面觀0內形成的細長舌狀物278被接納到50mm切割頭258的凹槽274內，從而使銼刀250相對於測試器械276建立並保持對齊關係。在細長舌狀物278被接納到50mm切割頭258的凹槽274內時，外科醫生啟動往復式電動工具100 (如果銼刀250是由電動工具100提供動力，而不是通過其柄部284手動操作軸252的話)，並將50mm切割頭258的導向切割面推進至接觸患者的髖臼304。如圖32 所示，當朝患者髖臼304向內推進銼刀250時，銼刀250的往復運動研磨並繼續移除骨骼， 直到切割頭258的側表面262的上緣310基本上與銼磨麵以外的患者髖臼304的剩餘骨骼 (即，無意於通過銼刀250移除的髖臼骨骼)齊平。當切割頭258的側表面沈2的上緣310 以這種方式與剩餘骨骼齊平時，50mm切割頭258完成對髖臼304的銼磨製備。接著，50mm切割頭258與測試器械276分離，並脫離可移除軸252。然後，將54mm 切割頭258固定到可移除軸252，並重複銼磨工序。接著用58mm切割頭再次進行銼磨工序， 最後再用62mm切割頭進行銼磨。完成之後，就形成具有所需尺寸(即在本文所述示例性情況下為62mm)的製備好的增強表面312，如圖33所示。在用這種方式製備骨骼之後，接著植入髖白增強部件210。在本文所述示例性手術中，首先將62mm髖白增強部件210設置在經製備的增強表面312的所需位置內。通過在形成於部件210內的一對銷孔314 (參見圖18和19)中插入銷(未示出)，可以將髖臼增強部件210臨時固定在原位。固定在原位之後，將髖白增強部件210螺紋連接到患者的髖骨上。 具體地講，將骨螺釘穿過形成於髖白增強部件210內的螺孔2 和230，然後擰入周圍骨骼組織。然後移出銷。圖34所示的植入髖白增強部件210被完全植入。植入62mm髖臼增強部件210之後，可接著植入62mm髖臼杯(未示出)。髖臼杯被設置在由患者的髖白304的鉸削麵306和髖白增強部件210形成的半球形腔體內。可以用骨螺釘和/或骨水泥將髖白杯固定到周圍的骨骼組織上。也可以用骨水泥將髖白杯固定到髖臼增強部件210。此外，可以將螺釘穿過髖白杯並擰入形成於髖白增強部件210內的自攻狹槽316。這樣就完成對髖白杯的植入。應當理解，往復式銼刀250可具有多種形式。例如，作為對可移除軸252的替代， 每個切割頭258可體現為具有以類似方式固定到銼刀50和150上的軸。切割頭258也可體現為具有深度擋塊，該擋塊在銼刀250到達所需深度時在測試器械276或其他結構上觸底。此外，測試器械276和切割頭258的對齊結構的位置可互換。例如，凹槽可形成於測試器械276內，舌狀物則形成於切割頭258上。也可以改變外科手術，以使用更少或更多的銼刀。例如，作為對2mm增量的替代， 可以採用4mm增量。也可採用其他增量。在一些情況下，可進行所需最終尺寸的單次銼磨。圖35和36示出了往復式銼刀350的另一個實施例，該銼刀可用於外科手術製備患者髖白，以有利於植入髖白增強部件210。如下文將更詳細討論的，往復式銼刀350被設計成精加工刀具以形成最終外科手術表面，而最初移除骨骼的一些工序用其他器械進行。 往復式銼刀350包括連接到軸352的遠端356的切割頭358。軸352具有可固定到往復式電動工具100的卡盤上的近端354。如下文將更詳細討論的，切割頭358的幾何形狀與髖臼增強部件210的幾何形狀一致。往復式銼刀250的切割頭358包括多個切割齒360，其幾何形狀分別與上述往復式銼刀50的切割齒60、往復式銼刀150的切割齒160和往復式銼刀250的切割齒沈0的相似。當以往復運動將銼刀350推進到與患者髖骨的髖臼接合時， 往復式銼刀350的切割齒360研磨或以其他方式切割髖骨的骨骼組織，從而形成具有接納髖臼增強部件210所需的幾何形狀(即形狀)的精加工腔體。切割頭358為大致貝殼狀，並且類似於髖臼增強部件210的背面幾何形狀。因此， 俯視時，切割頭358為大致D形(參見圖35)。切割頭358包括側表面362，側表面具有從其上向內側延伸的前表面364和後表面366。彎曲的內側切割面368的幾何形狀類似於髖臼增強部件210的彎曲內側面220，該內側切割面遠離切割頭358的側表面362向內側延伸，並且在導向切割面370處與前表面364和後表面366配合。彎曲的內側切割面368由其切割齒360的外表面限定。如圖36所示，側視時，切割頭358的側表面362為大致C形。 由於導向切割面370為大致線性，側視時，彎曲內側面368形成錐形表面。類似於本文所述其他銼刀，往復式銼刀350可由包括醫療級金屬在內的任何合適的材料製成。此外，由於其主要為精加工刀具，往復式銼刀350可由諸如聚芳基醚酮(PEEK) 之類的剛性聚合物製成。在該構型中，銼刀350可用作一次性器械。現在參見圖37-38，圖中示出了一種外科手術，該外科手術利用往復式銼刀350製備患者髖白304，以植入髖白增強部件210。該外科手術基本上與圖四-34所示外科手術相同，不同的是經製備的增強表面312的形成。因此，術前工序和鉸削工序相同，並且該工序製備出類似於圖四所示的鉸削麵306。然而，作為對圖30的測試器械276的替代，在鉸削麵306內插入傳統(即半球形)髖白測試器械376，如圖37所示。在本文所述62mm髖臼杯的示例性植入情況中，使用61mm測試器械376(即具有61mm外徑的傳統測試器械)。接著，外科醫生使用手術銼或其他器械(未示出)進行初始的「粗略」移除髖骨的病變或惡化骨骼組織308 (即，將用髖白增強部件210移除和置換的骨骼組織)。如圖37所示，在這種銼磨之後，靠近精加工表面附近的病變或惡化骨骼組織308仍然需要用往復式銼刀350移除。如圖38所示，接著用往復式銼刀350移除髖骨上殘留的病變或惡化骨骼組織308。 為此，將具有適當尺寸切割頭358的銼刀350設置在往復式電動工具100的卡盤內。例如， 在本文所述植入62mm髖白增強部件210的示例性情況中，使用具有62mm切割頭358 (即具有62mm外徑的切割頭)的往復式銼刀。如圖38所示，切割頭358的前表面364和後表面366被設置為接觸測試器械376的外表面。銼磨過程中，前表面364和後表面366與測試器械376的外表面保持接觸。通過這種方式，測試器械的外表面用作對齊結構，以在移除骨骼過程中引導銼刀350。外科醫生接著啟動往復式電動工具100，並將切割頭358的導向切割面370推進至接觸患者的髖臼304。如圖38所示，當朝患者髖臼304向內推進銼刀350時，銼刀350的往復運動研磨並繼續移除骨骼，直到切割頭358的側表面362基本上與銼磨麵以外的患者髖臼304的剩餘骨骼(即，無意於通過銼刀350移除的髖臼骨骼)齊平。當切割頭358的側表面362以這種方式與剩餘骨骼齊平時，對髖白304的銼磨製備完成，從而形成具有所需尺寸(即本文所述示例性情況中的62mm)的經製備的增強表面312。用往復式銼刀350形成的經製備的增強表面312與圖33所示類似。在以這種方式製備骨骼之後，接著以與上文結合圖33和34所述類似的方式植入髖臼增強部件210。之後，以類似上文所述的方式植入髖臼杯。現在參見圖39-40，圖中示出了可用於將往復式銼刀連接到手動工具(例如，圖41 所示可移除軸)或電動工具(例如，往復式電動工具100)的連接機構。例如，如圖39所示， 往復式銼刀350的軸352可體現為具有陽螺紋連接器402。陽螺紋連接器402包括六邊形主體404，其與錐形引入面406之間通過環形槽408隔開。陽螺紋連接器402與陰螺紋連接器410配合(參見圖41和42)。如圖41所示，陰螺紋連接器410可固定到可移除軸352 末端。作為另外一種選擇，陰螺紋連接器410可形成往復式電動工具100的卡盤。陰螺紋連接器410包括六邊形腔體412，其尺寸略大於陽螺紋連接器402的六邊形主體404的尺寸。因此，陽螺紋連接器402的六邊形主體404可接納到陰螺紋連接器410 的六邊形腔體412內。如圖41所示，陰螺紋連接器410還包括多個設置在六邊形腔體412 內的彈簧支承鉗口 414。鉗口 414彼此向內被彈簧偏置。為了將往復式銼刀350連接到陰螺紋連接器410，將陽螺紋連接器402的自由端插入陰螺紋連接器410的六邊形腔體412，並使其側面與腔體側面對齊。插入陽螺紋連接器 402時，其六邊形主體404的面與陰螺紋連接器410的六邊形腔體412的面對齊。陽螺紋連接器402的錐形引入面406迫使彈簧支承鉗口 414彼此遠離，以允許陽螺紋連接器402完全座置到陰螺紋連接器410中。在鉗口 414脫離錐形引入面406之後，彈簧支承鉗口 414 被迫以朝向彼此的方向進入環形槽408，從而將陽螺紋連接器402鎖定到陰螺紋連接器410 上。陰螺紋連接器410還包括滑動軸環416，通過操作該滑動軸環可釋放陽螺紋連接器402。具體地講，當外科醫生將滑動軸環416滑離銼刀350(例如，在朝圖41的可移除軸的柄部方向)，彈簧支承鉗口 414被迫彼此遠離，並離開陽螺紋連接器402的環形槽408。這樣可以將銼刀350解鎖，並允許將其拔出陰螺紋連接器410。如圖40所示，往復式銼刀250的切割頭258可使用相同類型的陽螺紋連接器402 固定到可移除軸252的遠端256。因此，其也可以固定到裝有陰螺紋連接器410的往復式電動工具100的卡盤上。如圖41所示，可移除軸252的近端邪4可體現為包括陽螺紋連接器402。這樣，可以將其固定到包括陰螺紋連接器410的往復式電動工具100的卡盤上。在該構型中，可移除軸252可用作手動工具和延伸件，以將銼刀250和350之一固定到往復式電動工具100。由於手動工具(即，可移除軸25 和往復式電動工具100的卡盤採用相同的陰螺紋連接器 410，裝有陽螺紋連接器402的銼刀250和350可以互換地連接到這兩種工具中任意一種上。圖43-45示出了用於連接本文所述銼刀的陰螺紋連接器510的另一個實施例。陰螺紋連接器510可以固定到可移除軸352的末端；作為另外一種選擇，陰螺紋連接器510也可形成往復式電動工具100的卡盤。類似於本文所述的陰螺紋連接器410，陰螺紋連接器 510包括六邊形腔體512，其尺寸略大於陽螺紋連接器402的六邊形主體404的尺寸。因此， 陽螺紋連接器402的六邊形主體404可接納到陰螺紋連接器510的六邊形腔體512內。如圖43-45所示，陰螺紋連接器510包括彈簧支承按鈕514。延伸進入六邊形腔體512的按鈕 514的末端516包括淚珠狀開口 518。為了將其中一個往復式銼刀連接到陰螺紋連接器510，將陽螺紋連接器402的自由端插入陰螺紋連接器510的六邊形腔體512，並使其側面與腔體側面對齊。插入陽螺紋連接器402時，其六邊形主體404的面與陰螺紋連接器510的六邊形腔體512的面對齊。陽螺紋連接器402的錐形引入面406迫使彈簧支承按鈕514向下(如圖44和45的透視圖所示)移動，以允許陽螺紋連接器402完全座置到陰螺紋連接器510中。在彈簧支承按鈕514 的中心脫離錐形引入面406之後，彈簧支承按鈕514被迫向上(如圖44和45的透視圖所示)移動，使得按鈕的鎖緊凸緣520被接納到環形槽408內，從而將陽螺紋連接器402鎖定到陰螺紋連接器510。彈簧支承按鈕514可操作地釋放陽螺紋連接器402。具體地講，當外科醫生推動彈簧支承按鈕514的外表面522時，按鈕514的鎖緊凸緣520被迫向下(如圖44和45的透視圖所示)移動，並離開陽螺紋連接器402的環形槽408。這樣可以將銼刀解鎖，並允許將其拔出陰螺紋連接器510。現在參見圖46-49，圖中示出了可與往復式銼刀250 —起使用的墊塊550。墊塊550 用來減少完成外科手術所需不同銼刀250的數量。具體地講，墊塊550可代替多個尺寸逐漸增大的切割頭258使用，以製備所需的最終尺寸。例如，可使用50mm切割頭258(即具有 50mm OD的切割頭)進行初始銼磨。然後，可以將墊塊550安裝到測試器械276上，並再次使用50mm切割頭258製備更大的腔體，而不必將50mm切割頭258替換成更大的切割頭以進行後續銼磨。類似於外科手術銼刀250和測試器械276，墊塊550還包括對齊導向器，其具有在外科手術過程中將銼刀250對齊的構件或結構形式，如下文將更詳細討論的。對齊構件或結構可以體現為多種不同結構或特徵中的任何一種，其被構造成與測試器械276配合，以將銼刀250的切割頭258設置在相對於測試器械的所需位置。可充當對齊構件的結構的例子包括一個或多個凹槽、軌道、套筒、環、中空凸起部、圓柱體、導向器、吊鉤，或能夠接納測試器械上形成的互補結構或特徵的任何其他類似結構。在本文所述示例性實施例中，墊塊550具有形成於其主體552的後表面566 (參見圖47和49)內的細長凹槽574。如圖46和49所示，墊塊550包括形成於其主體552的前表面580內的細長舌狀物578。在銼磨患者髖白的過程中，墊塊550的凹槽574被接納到測試器械276的舌狀物278內，並且墊塊550的舌狀物578設置在銼刀250的凹槽274內，從而建立並保持與銼刀的對齊關係。
如圖46和48所示，墊塊的細長舌狀物578具有錐形頂端582。錐形頂端582有利於將細長舌狀物578插入銼刀250的細長凹槽274。應當理解，測試器械276的細長舌狀物 278可體現為具有這種錐形頂端582。如圖47所示，細長凹槽574具有喇叭形開口端584。類似於細長舌狀物578的錐形頂端582，喇叭形開口端584有利於將測試器械276的細長舌狀物278插入細長凹槽574。 如圖50所示，銼刀250的切割頭256可體現為具有這種喇叭形開口端584。可以提供具有多種不同厚度的墊塊550，以有利於逐步銼磨成不同的尺寸。還應當理解，可以同時使用多個墊塊550，以形成不同的銼磨尺寸。現在參見圖51和52，圖中示出了使用墊塊550的外科手術。如圖51所示，使用往復式銼刀250移除髖骨的病變或惡化骨骼組織308。墊塊550已經安裝到測試器械276 上。具體地講，墊塊陽0已經被設置成使得測試器械276的舌狀物278已被插入墊塊550 的凹槽574，從而將墊塊550固定到測試器械276上。當將合適的切割頭258連接到軸252 上時，外科醫生接著將銼刀250推向設置在鉸削麵306內的測試器械276。外科醫生將銼刀 250定位成使得墊塊550的前表面580內形成的細長舌狀物578被接納到切割頭258的凹槽274內，從而使銼刀250相對於測試器械276建立並保持對齊關係。在墊塊550的細長舌狀物578被接納到切割頭258的凹槽274內之後，外科醫生啟動往復式電動工具100(如果銼刀250是由電動工具100提供動力，而不是通過其柄部 284手動操作軸252)，並將切割頭258的導向切割面推進至接觸患者的髖臼304。如圖52 所示，當朝患者髖臼304向內推進銼刀250時，銼刀250的往復運動研磨並繼續移除骨骼， 直到切割頭258的側表面262的上緣310基本上與銼磨麵以外的患者髖臼304的剩餘骨骼 (即，並不旨在被銼刀250移除的髖臼骨骼)齊平。當切割頭258的側表面沈2的上緣310 以這種方式與剩餘骨骼齊平時，該特定切割頭258完成對髖白304的銼磨製備。外科醫生可接著將另一個墊塊550安裝到現有墊塊上，並將骨骼繼續銼磨一段時間。作為另外一種選擇，外科醫生可以將墊塊550換成更大的尺寸。或者，外科醫生可以使用帶有或不帶墊塊陽0的更大的切割頭256。應當理解，本文所述連接機構實際上僅用於示例目的。可以想到的是，也可以將多種不同類型的連接機構與本文所述往復式銼刀一起使用。此外，還可以想到本文所述連接機構的修改形式。例如，可以在具有銼刀(其具有相應陰螺紋連接器410)的手動工具或電動工具卡盤的設計中採用陽螺紋連接器402。儘管在附圖和上述說明中已經對本發明進行了詳細的圖示和描述，但此類圖示和描述應視為示例性的，而不是限制性的，應當理解的是，僅示出和描述了示例性的實施例， 並且本發明精神範圍內的所有變更和修改形式都應受到保護。本文所述裝置、系統和方法的多個特徵使本發明具有多個優點。應當注意的是，本發明的裝置、系統和方法的替代實施例可以不包括所有所述特徵，但仍然可以受益於這些特徵的至少某些優點。本領域的普通技術人員可以輕鬆設計出其自己裝置、系統和方法的實施方式，該實施方式可整合本發明特徵中的一項或多項，並且落在本發明的精神和範圍內。
權利要求
1.一種往復式銼刀外科器械，所述往復式銼刀外科器械用於在植入假體髖白部件之前對患者的髖白進行外科手術製備，並且所述往復式銼刀包括軸，所述軸具有被構造成固定至往復式工具卡盤內的第一末端，以及切割頭，所述切割頭固定到所述軸的第二末端，並且包括(i)切割面，所述切割面具有多個切割齒，所述切割齒被布置成與所述髖臼部件的幾何形狀一致的幾何形狀，以及(ii) 對齊導向器，所述對齊導向器沒有切割齒，並且被構造成用於與髖臼測試器械的互補對齊導向器配合使用。
2.根據權利要求1所述的往復式銼刀外科器械，其中所述切割頭為二分之一半球形，並且包括(i)側表面，(ii)從所述側表面向內側延伸的後表面，所述側表面和所述後表面二者均沒有切割齒，以及(iii)彎曲內側切割面，所述彎曲內側切割面與所述側表面和所述後表面兩者配合，並且所述對齊導向器包括形成於所述切割頭的所述後表面內的細長凹槽。
3.根據權利要求2所述的往復式銼刀外科器械，其中所述細長凹槽被構造用於接納所述髖白測試器械的舌狀物。
4.根據權利要求1所述的往復式銼刀外科器械，其中所述軸可脫離所述切割頭。
5.根據權利要求1所述的往復式銼刀外科器械，其中所述切割頭包括(i)側表面，( )從所述側表面向內側延伸的前表面和後表面，(iii) 彎曲內側切割面，所述彎曲內側切割面遠離所述切割頭的所述側表面向內側延伸並與所述前表面和所述後表面配合，並且所述前表面和所述後表面二者均沒有切割齒，並且限定所述對齊導向器。
6.一種外科器械組件，所述外科器械組件用於在植入假體髖白部件之前對患者的髖臼進行外科手術製備，並且所述外科器械組件包括往復式外科手術銼刀，所述往復式外科手術銼刀具有切割頭，所述切割頭包括(i)切割面，所述切割面具有多個切割齒，所述多個切割齒被布置成與所述髖白部件的幾何形狀一致的幾何形狀，和(ii)對齊導向器，以及髖臼測試器械，所述髖白測試器械具有對齊導向器，所述對齊導向器與所述外科手術銼刀的所述切割頭的所述對齊導向器配合，以將所述切割頭的所述切割面與所述髖臼測試器械對齊。
7.根據權利要求6所述的外科器械組件，其中所述外科手術銼刀的所述對齊導向器包括細長凹槽，並且所述髖白測試器械的所述對齊導向器包括被構造成可接納到所述外科手術銼刀的所述凹槽內的舌狀物。
8.根據權利要求7所述的外科器械組件，其中所述髖白測試器械包括所述舌狀物從其上伸出的平的前表面，並且所述外科手術銼刀包括其中形成有凹槽的平的後表面。
9.根據權利要求7所述的外科器械組件，所述外科器械組件還包括墊塊，所述墊塊具有(i)限定在其後側面內的凹槽，所述凹槽被構造用於將所述髖白測試器械的所述舌狀物接納於其中，以及(ii)限定在其前側面內的舌狀物，所述舌狀物被構造成可接納到所述外科手術銼刀的所述凹槽內。
10.根據權利要求6所述的外科器械組件，還包括墊塊，所述墊塊具有第一對齊導向器和第二對齊導向器，其中所述第一對齊導向器與所述髖曰測試器械的所述對齊導向器配合，所述第二對齊導向器與所述切割頭的所述對齊導向器配合。
全文摘要
本發明公開了往復式銼刀，所述往復式銼刀用於在植入具有複雜幾何形狀的關節盂或髖臼部件之前對所述骨骼進行外科手術製備。本發明還公開了使用所述往復式銼刀的外科手術方法。
文檔編號A61B17/00GK102302375SQ20101062469
公開日2012年1月4日 申請日期2010年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者C·L·克羅茨, F·A·阿馬拉爾, G·M·瑟馬, J·A·凱伍德, J·L·瑟馬, K·E·拉平, M·J·富丁, R·C·基弗, S·M·安東尼, V·A·弗拉米安 申請人:德普伊產品公司