CN101959476A - 用于在关节置换过程中使用的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在关节置换过程中使用的装置。该装置包括试验头(162)，试验头(162)对应于整形外科关节构件的头部，具有由曲面限定的上表面和形成于下表面中的孔。该装置进一步包括试验连接器(164)，其用于将试验头(162)连接到意在位于骨的髓内腔体中的整形外科关节构件的杆部(12)上。试验连接器(164)可以以可变的角定向装入试验头(162)中的孔中。该装置进一步包括旋转指示器(174)，其绕着由弯曲的上表面限定的试验头(162)的极轴枢转地联接，该旋转指示器(174)联接到试验连接器(164)上，使得旋转指示器(174)绕着极轴的旋转位置指示试验连接器(164)在试验头(162)中的孔内的旋转位置。试验头(162)的下表面中的孔关于极轴偏心，且试验连接器(164)和整形外科关节构件的杆部(12)之间的连接部关于试验连接器(164)的中心偏心。旋转指示器(174)上的预定点指示试验头(162)相对于试验连接器(164)和整形外科构件的杆(12)之间的连接部的最大偏心的方向。还公开了一种组件，其包括该装置和整形外科关节构件，该整形外科关节构件包括头部(20)、杆部(12)和连接器套管部分(30)。

Description

用于在关节置换过程中使用的装置

本发明涉及一种用于在关节置换过程中使用的装置。

关节置换过程的成功部分取决于关节假体的铰接部分的恰当对准。不恰当的对准可导致术后问题，包括有限的关节运动范围、不均匀或过度的承座表面的磨损以及对与关节相关联的软组织的损伤。

已知的是使用杆部、头部和连接器部分来构造肩关节假体的肩骨构件，该连接器部分可装入头部中的孔中，且具有形成于其中的孔，以接收杆部上的栓塞(spigot)。这种器件在US-A-2005/0197708中有所公开。头部中的孔相对于头部的轴线的偏心布置以及相对于连接器部分的轴线偏心的连接器部分中的孔的偏心布置，允许调节头部相对于杆部偏置过的距离以及该偏置的定向，以适应患者的要求。这可有利于有效臂长的变化以及后倾和前倾的程度。

已知的是在手术过程中使用试验(trial)植入装置来植入整形外科假体。使用试验装置具有这样的优点：可以选择具有最优构造的最终植入构件为目的来关于匹配的装置或植入物评定装置的构造。

US-A-2001/0053935公开了一种包括多个构件的试验系统。该系统适于与也包括多个模块化构件的植入物一起使用。然后模块化的试验植入装置可使得该试验植入装置的构造能够改变，以便识别最优构造。

对于试验系统已知的是结合标记来允许容易地识别试验植入装置的构造，从而使得可记录此信息，且将该信息传送到最终的整形外科假体。具体而言，对于其中头部可相对于杆部偏置的试验系统来说，可提供标记来指示头部的定向(即最大偏心的方向)。但是，取决于针对试验植入装置所选择的构造，外科医生可能无法容易地看见标记。例如，如果对包括指示最大偏心(对于偏置的预定幅度)的径向方向的记号的试验植入装置应用较大程度的前倾，则记号在伤口内可为模糊不清的。对于其中植入物和试验植入装置的可见性一般有限的微创手术来说，这个问题尤为严重。有限的可见性可导致指示最大偏心的径向方向的正确标记的错误识别。

本发明的实施例的一个目标是消除或减轻无论是在本文还是在别处识别的、与现有技术相关联的问题中的一个或多个。

根据本发明的第一个方面，提供了一种用于在关节置换过程中使用的装置，其包括：试验头，其对应于整形外科关节构件的头部，具有由曲面限定的上表面和形成于下表面中的孔；试验连接器，其用于将试验头连接到意在定位在骨的髓内腔体中的整形外科关节构件的杆部上，其中，试验连接器可以以可变的角定向装入试验头中的孔中；以及旋转指示器，其绕着由弯曲的上表面限定的试验头的极轴(polaraxis)枢转地联接，该旋转指示器布置成以便联接到连接到试验连接器上的整形外科关节构件的杆部上，从而使得旋转指示器绕着极轴的旋转位置指示试验连接器在试验头中的孔内的旋转位置；其中，试验头的下表面中的孔关于极轴偏心，且试验连接器和整形外科关节构件的杆部之间的连接部关于试验连接器的中心偏心，并且其中，旋转指示器上的预定点指示试验头相对于试验连接器和整形外科构件的杆之间的连接部的最大偏心的方向。

本发明的一个优点在于，试验头的最大偏心的径向方向明显由旋转指示器指示，这有利地避免了试验头上的正确标记的错误识别的风险，错误识别否则可以导致最大偏心的方向未对准。

优选地，旋转指示器包括布置成以便接合整形外科关节构件的杆部的至少一个边缘，从而使得旋转指示器绕着极轴的旋转位置指示试验连接器在试验头中的孔内的旋转位置。

旋转指示器可包括绕着极轴联接到试验连接器的下表面上的盘，该盘至少部分地延伸成与试验连接器和整形外科关节构件的杆部之间的连接部交迭。该盘可为直径与试验头的下表面的直径大致相同的圆盘。该盘可进一步包括绕着极轴延伸的凸起的环形部分和对应的环形凹陷中的一个，而试验头的下表面包括凸起的环形部分和对应的环形凹陷中的另一个，该凸起部分可接收在凹陷中，以将旋转指示器绕着极轴枢转地联接到试验头的下表面上。

可通过使旋转指示器的至少一部分从试验头的下表面延伸成与试验头的上表面交迭，来将旋转指示器枢转地联接到试验头上。

旋转指示器可进一步包括从极轴附近朝向试验连接器和整形外科关节构件的杆部之间的连接部延伸的至少一个臂，从而使得旋转指示器绕着极轴的旋转位置指示试验连接器在试验头中的孔内的旋转位置。

旋转指示器可包括布置成以便接合整形外科关节构件的杆部的相对侧的平行臂对。该平行臂对可包括封闭的槽口的侧部。

试验连接器可具有形成于下表面中以接收整形外科关节构件的杆部的孔，试验连接器进一步包括从试验头的下表面延伸的裙缘部分，从而使得旋转指示器的边缘通过裙缘部分接合整形外科关节构件的杆部。

试验头中的孔可相对于试验头的极轴偏心地定位，连接器套管进一步包括向内渐缩的孔，其具有圆形截面，相对于连接器套管的轴线偏心地定位，以与整形外科关节构件的杆部协作。

试验连接器可包括主体部分和触发器，该触发器可相对于主体部分在非锁定位置和锁定位置之间移动，在非锁定位置上，连接器可相对于头部在相对于试验头的多个角定向中的不同的角定向之间移动，而在锁定位置上，试验连接器受到限制而不能进行这种移动。试验连接器和试验头可提供协作的肋和凹槽布置，当肋接合在凹槽中时，该协作的肋和凹槽布置阻碍试验连接器在试验头的孔内的角调节。肋和凹槽布置可相对于试验头限定试验连接器的不超过十个角位置。试验连接器在试验头孔中的旋转位置可确定旋转指示器的旋转位置。

旋转指示器的旋转位置可确定试验连接器在试验头孔中的旋转位置。使旋转指示器相对于试验头旋转可导致试验连接器在试验头孔内旋转。

根据本发明的第二个方面，提供了一种用于在关节置换过程中使用的组件，其包括：如上所述的装置；以及整形外科关节构件，其包括：头部，其具有带有可与承窝构件接合和铰接的凸的承座表面以及相对的反面的截顶球体的形状，头部具有在其内的、相对于头部的轴线偏心地定位的具有圆形截面的封闭的孔，其中，孔从反面上的开口延伸到头部中，且从开口朝向其封闭端连续地向内渐缩；具有远端和头端的杆部，杆部可按使远端首先装入骨腔中的方式来安装；以及具有圆形截面的连接器套管部分，连接器套管部分沿着由其外表面限定的轴线向内渐缩，使得其可贴合地接收在头部中的渐缩孔中。

本发明的装置可由通常用来制造手术装置的材料形成。这种材料的实例包括金属和聚合物。可在本发明的装置中使用的适当的金属的实例包括某些不锈钢，以及诸如钛的元素的合金。可在本发明的装置中使用的聚合物的实例包括诸如聚芳醚酮、聚醚醚酮的工程聚合物、某些聚酰胺和聚酯、聚烯烃，例如某些聚乙烯和聚丙烯，等等。聚合物的属性可适于通过添加填料-尤其是粒状填料来满足特定的要求。

本发明的装置可适于在臀关节置换过程中使用，在臀关节置换过程的情况下，该装置可包括可装入患者的股骨的髓内腔体中的杆部。试验头可布置成以便与杯构件铰接，该杯构件可放置在患者的髋臼中。或者，如果在半关节成形术期间使用了试验头，则试验头可铰接抵靠在自然髋臼上。或者，可在肩关节置换过程中使用本发明的装置，在肩关节置换过程的情况下，该装置可包括可装入患者的肱骨的髓内腔体中的杆部。试验头可布置成以便与患者的关节窝铰接，或者与可装入患者的关节窝中的关节窝构件铰接。

现在将参照附图以实例的方式对本发明的实施例进行描述，在附图中：

图1是准备好的髋臼的视图，其中，已经植入了髋臼杯构件；

图2是沿着股骨的头部的前后轴线的视图，其中，已经植入了臀关节假体的股骨构件的杆部；

图3是从股骨构件的头部的下面看到的视图；

图4是从可用来将图3所示的头部连接到图2所示的杆部上的就位的连接器的下面看到的等距视图；

图5是用以示出股骨头部的承座表面相对于股骨颈部的偏置的股骨的头部的视图；

图6是从可用来选择组装好的股骨构件中的适当的偏置的试验装置的下面看到的视图；

图7是在图6中显示的试验装置的试验连接器的侧视图；

图8是股骨的头部的侧视图，其中图6所示的试验装置安装在杆部上；

图9是可用来组装分别在图3和4中显示的头部和连接器的工具的侧视图；

图10是从根据本发明的臀关节假体的组装好的股骨构件的一侧看到的视图；

图11是可代替图6所示的试验头的试验装置的备选试验头的透视图；

图12是可代替图6所示的试验头的试验装置的另一个备选试验头的透视图；

图13是显示了如图7所示的试验装置的试验连接器的第一端的透视图；

图14是适用于从臀关节假体的股骨构件的杆部中移除如图7所示的试验装置的试验连接器的试验连接器移除工具的透视图；

图15示出了对准以便接合联接到臀关节假体的股骨构件的杆部上的试验装置的试验连接器的、图14的试验连接器移除工具；

图16示出了接合联接到臀关节假体的股骨构件的杆部上的试验装置的试验连接器的、图14的试验连接器工具移除(移除工具)；

图17是接合联接到臀关节假体的股骨构件的杆部上的试验装置的试验连接器的、图14的试验连接器工具的截面图；

图18是从可用来选择组装好的股骨构件中的适当偏置的图6的试验装置的下面看到的备选视图；

图19是从对于图6和18的试验装置的备选试验装置的下面看到的视图，其进一步包括布置成以便指示最大偏心的径向方向的旋转指示器；以及

图20和21示出了分别部分地从上面以及部分地从下面示出的、图19的备选试验装置的第一和第二局部分解视图。

参看附图，图1显示了已被铰削以接收臀关节假体的髋臼杯构件4的骨盆2。已使用传统技术来植入髋臼杯构件。

图2显示了在股骨颈部的基部处已经被切除的股骨10的头部部分。已经使用传统技术(通过铰削或拉削或它们两个的组合)来准备髓内腔体，以接收臀关节假体的股骨构件的杆部12。可借助于骨接合剂材料来将杆部紧固到股骨中，如已知的那样。杆部可在不使用骨接合剂材料的情况下紧固到股骨中，如已知的那样。

杆部在其暴露端处具有渐缩栓塞14，股骨构件的头部可装在渐缩栓塞14上。杆部上的栓塞的尺寸与臀关节假体的股骨构件的现有杆部一致。

图3显示了根据本发明的臀关节假体的股骨构件的头部20。该头部具有球形承座表面22和相对的反面24。球形承座表面延伸经过约200°弧的角度。承座表面的半径为18mm。从头部的反面到极轴与承座表面相交所处的点的距离为从28.25至41.8mm。

渐缩孔26形成于反面24中。该孔具有圆形截面。在反面处，孔的直径为从24.2至28.6mm。从头部的反面到孔的封闭端测量到的孔的深度为从9.0至11.5mm。孔的壁和孔的轴线之间的角度(其是由孔的沿直径相对的壁限定的角度的一半)为5°。

孔26相对于极轴(其是延伸通过由承座表面限定的球体的中心的、垂直于反面的轴线)偏置。孔的轴线和极轴之间的距离为从2至4mm。

头部在其反面上具有一系列标记27。这些标记与当股骨构件组装好时头部相对于杆部的轴线偏置过的距离有关，如下面论述的那样。

头构件具有在其周边的周围延伸的斜切面28，承座面和反面在斜切面28处会合。当在截面中观看构件时，斜切面是平的。斜切面和极轴之间的角为约50°。斜切面在隔开的点处有三个标记29。这些标记是彼此可区别的。

图4显示了可用来将头部连接到股骨构件的杆部12上的连接器30。当从上面看时，连接器为圆形的，且沿着由其外表面32限定的轴线向内渐缩。连接器在其最宽的34点处的直径为从24.2至28.3mm。连接器在其最窄的点36处的直径为从22.45至20.7mm。从连接器的顶面38到其相对的底面40(不包括从底面垂下的裙缘)测量到的连接器的深度为19.75至22.25mm。连接器的壁和连接器的轴线之间的角(其是由连接器的沿直径相对的壁限定的角的一半)为5°。因此连接器是头部中的孔26中的适贴配合件，顶面38位于头部中的孔26内，而底面40则位于头部的反面24附近。当连接器完全接收在头部中的孔26中时，沿着孔的轴线测量到的连接器和孔的接触表面的长度为从19.75至22.25mm。连接器与孔接触所处的最宽的点在连接器的最宽的部分处(即在底面40处)。因此，沿着头部中的孔的轴线测量的、组装好时头部中的孔和连接器的接触表面的长度与在头部接触连接器的外表面所处的最宽的点处的头部中的孔的直径的比率在所讨论的两个实施例中为1.23(24.2∶19.75)或1.27(28.3∶22.25)。

连接器30在其内具有孔42，孔42从底面40延伸。该孔沿远离连接器的底面的方向向内渐缩。孔在其相对的狭窄端处打开。孔在其狭窄端处可为封闭的。裙缘43在其在底面40上的敞开端处包围孔。

连接器中的孔42大小设置成使得杆上的栓塞14是其内的适贴配合件。

图5显示了在用于置换臀关节的过程中的任何切除步骤之前的股骨的头部部分。股骨具有头部50和颈部52，颈部52在头部和股骨轴54之间延伸。头部的外承座表面56是平滑的，以与髋臼内的对应的承座表面铰接，并且朝向股骨轴延伸过头部到达边界线58。头部的承座表面由球体的一部分限定。头部的轴线沿垂直于由边界线58限定的平面的方向穿过球体的中心。

股骨颈部52限定沿着其中心芯部在股骨轴和头部之间延伸的轴线。

股骨的头部50可相对于股骨颈部偏置。当头部的轴线和股骨颈部的轴线之间存在间隙时引起平移偏置。轴线之间的间隙的大小在一个患者与另一患者之间可彼此不同，例如在0至10mm的范围中。轴线偏置所沿着的方向可在股骨颈部的轴线周围变化。

图6显示了可用来在被植入的杆部上试验头部(与其连接器一起)的装置60。该装置包括试验头62和试验连接器64(或者在本文称为连接器套管)。在图7中单独地显示了试验连接器64。试验头具有球形外表面66和相对的反面68，球形外表面66对应于最终植入物的头部的承座表面。头部在其内具有凹陷70，凹陷70从反面朝向承座表面向内延伸。该凹陷大体是圆的。该凹陷在其平行于该凹陷的轴线延伸的侧壁中具有各自由单独的标记75标识的多个凹槽72。试验头可由诸如不锈钢的金属形成，或者由聚合物材料形成。

试验头的球形外表面66在隔开的点处具有三个凹口73。凹口例如可借助于位于凹口附近的有区别的标记而彼此区分。

试验连接器64是由聚合物材料形成的。其包括主体部分74和触发器76，触发器76在一端77处连接到主体部分上。当试验连接器形成为单件式零件时，触发器76和主体部分的材料是充分地弹性的，使得触发器可朝向主体部分向内变形。

主体部分具有肋80，肋80尺寸设置成使其可装入凹陷的侧壁中的凹槽72中的一个中。

试验头和试验连接器具有锁定特征，使得当释放触发器时，连接器固持在头部中的凹陷70内，以及当触发器朝向主体部分变形时，可从凹陷内移除连接器。锁定特征可包括在凹陷的周围延伸的环形凹槽，以及在试验连接器的主体部分和触发器中的一个或各个上的肋81。当肋81接收在凹槽中时，试验连接器被锁定，以防被从试验头中的孔中移除。当朝向主体部分74挤压触发器76时，试验连接器能够在主体部分中的凹陷内横向地移动，使得可从凹槽中抽出肋，从而允许从凹陷内抽出试验连接器。

试验连接器的主体部分74具有形成于其中的孔82。孔沿远离连接器的底面的方向向内渐缩。孔在其相对的狭窄端处打开。孔在其狭窄端处是封闭的。试验连接器中的孔82大小设置成使得杆上的栓塞14是其内的适贴配合件。

图8是股骨的头部的侧视图，图6和图7中所示的试验装置安装在臀关节假体的股骨构件的杆部12上。图8示出了在用于对试验头62的轴线和杆部12的轴线之间的偏置进行试验的位置上的试验装置。通过改变试验连接器64在凹陷70内的角位置，可改变偏置的幅度。通过使连接器64绕着杆部旋转，可改变偏置的方向。

在试验头62的反面68上的标记75提供偏置的大小的指示，然后将该指示结合到组装好的头构件中。也可在试验头62的周边的周围提供标记。试验头62的轴线和试验连接器64中的孔82的轴线之间的偏置的幅度由被试验连接器64上的肋80接合的试验头62内的凹槽72确定。此外，对于各个凹槽72，最大偏置的方向有所不同。对应于试验头62的反面上的标记75来对试验头62的周边的周围的标记67编号。用于选定的凹槽72(以及由此(用于)选定的偏置幅度)的试验头的周边的周围的对应的标记67指示最大偏置的方向。因此外科医生能够通过将肋80接合到所选凹槽72中来恰当地确定所需的偏置幅度，以及通过使试验装置60在杆部12上旋转直到对应于选定的凹槽72的试验头62的周边上的标记67指向正确方向为止来对偏置进行定向。

图9显示了可用于组装股骨构件的头部20和连接器30的组装工具90。该工具包括具有直立栓塞94的基部92。栓塞具有在其周围的环圈96，该环圈96呈现面向上的表面。在栓塞上提供一对可压缩的O形圈98，该O形圈98位于其中的环形凹槽中。栓塞和O形圈的大小使得当连接器承座在工具上而裙缘43的底面与工具上的环圈96接触时，O形圈与连接器30中的孔42的内壁接触后受压缩。这可依靠O形圈和连接器中的孔的内表面之间的摩擦力来帮助将连接器固持在栓塞上。

组装工具90是由不锈钢制成的。其可具有位于其下部面中的凹槽中的橡胶材料的环，使得其从凹槽突出，以接合工具在使用时置于其上的表面。

图10显示了已经组装好的、根据本发明的臀关节假体的股骨构件。组装好的股骨构件包括头部20，连接器30位于其中的孔26中。股骨构件的杆部12上的栓塞14位于连接器中的孔42中。

在臀关节造形术期间，错位和腿长差异是重要的考虑事项。如上所述的使股骨植入物的头部的轴线与股骨植入物的颈部轴线偏置的能力已经提供了使自然关节的生物力学再生的提高的能力。某些股骨杆植入物在杆前倾(可能需要它，以便模仿自然关节)方面具有有限的柔性。因此，可能特别有利的是以显著的前偏置或后偏置定位股骨植入物的头部。

如上所述，结合图6至8，可通过检查在试验头62的周边的周围的对应的标记67来确定试验头62绕着杆12的偏置的定向。但是，对于其中对股骨头部的接近有限的微创手术技术来说，可能难以观察到试验头的周边的周围的标记67。当分别使用前部或后部手术方法将试验植入装置定位成具有在后方或在前方延伸的偏置时，标记67的可见性尤其受到限制，因为这会导致标记定位成使得它们指向伤口中，并且因此对外科医生不可见。

现在参看图11，该图示出了可代替图6示出的试验头62的备选试验头100。为了提供指示选定的凹槽72的偏置的方向的标记的提高的可见性，切除试验头100的顶点，以提供基本平的表面102来容纳偏置标记104(即这样的标记：其针对通过设定试验连接器在试验头的相反表面中的孔内的角位置来进行设定的相应的偏置幅度指示偏置的方向)。如图11所示，偏置标记104可从平的表面102延伸到铰接表面(articulating surface)108上。图11进一步示出了在试验头100的周边的周围的标记106，该标记106关于图6示出的试验头62的标记67处于相同的位置上。如可看到的那样，标记104和106编号为1至8，且对应于形成于试验头100的相反表面(其关于图6所示的试验头62相同)上的凹陷70中的相应的凹槽72。因此，一旦外科医生已经选择了待由试验连接器64上的肋80接合的凹槽72(即外科医生已经选择了试验头100的轴线和杆部12的轴线之间的所需的偏置的大小)，就可确定对应的标记104。然后试验植入装置100可绕着杆部12旋转，直到确定的标记104(而且还有标记106，其对外科医生可能不可见)在杆部12周围沿正确的径向方向延伸为止。

除了平的表面102(以及其上的或延伸到铰接表面108上的标记)之外，试验头100与试验头62相同，且以相同的方式联接到试验连接器64上。铰接表面108关于图6所示的试验头62基本相同。就试验头62而言，提供了三个凹口73(其中的仅一个在图11中可见)，将在下面阐述其目的。

铰接表面108大体限定球体的一部分(就图6所示的试验头62的铰接表面而言)。平的表面102位于球体的顶点(即在限定试验头的轴线的球体的极轴离开该球体所处的点)附近，优选位于该顶点的周围。在顶点的周围的球体被切除。优选地，执行切除使得平的表面102由以恒定的半径在顶点的周围延伸的界限110限定，但是平的表面可以不由圆形界限限定。平的表面可关于极轴偏心。该平的表面不需要垂直于极轴。

有利地，更大的平的表面102提高了标记104的可见性。但是，更大的平的表面102减小了铰接表面108的范围，并且因此可妨碍试验植入装置的目的，即确认最终植入的假体将正确地起作用以及在髋臼杯内正确地铰接。界限108可由该界限对着限定铰接表面108的球体的中心处的极轴的角来限定。优选地，这个角不大于60°且不小于20°。平的表面可包括试验头100的上表面的表面积的不超过50％。更优选地，平的表面包括试验头100的上表面的表面积的不超过30％且不少于10％。平的表面的大小受到限制，以便不显著地影响试验头的上表面在髋臼杯内或抵靠在自然髋臼上的铰接。另外，如果切除太深入试验头中，则其可与试验头的相反表面中的孔相交。限定平的表面的大小的备选方法参考试验头的高度(沿着由球形铰接表面限定的试验头的极轴测量)的减小。优选地，顶点处的切出的表面的高度不小于球体未被切除时其将具有的高度的70％。更优选地，顶点处的切出的表面的高度不小于球体未被切除时其将具有的高度的80％且不大于该高度的95％。

将理解，平的表面102不需要是真正的平面表面。平的表面102可为凸的且由这样的曲率半径限定：至少在平的表面的部分中，该曲率半径大于铰接表面108的曲率半径。平的表面的曲率半径仅需要充分地增大，以提高标记104的可见性。此外，界限110在平的表面102和铰接表面108之间不需要包括间断。界限110可随曲率半径而弯曲，该曲率半径朝向顶点平滑地增大，以在两个表面之间提供平滑过渡。或者界限110可为斜切的。

现在参看图12，示出了试验头100的备选试验头200，该图还提供了适于支承标记(例如指示最大偏心的径向方向的标记)的平的表面202。但是，图12的试验头200不同于图11的试验头100，因为平的表面202提供为布置成以便可拆装地联接到球形铰接表面204上的模块化构件。因此，球形铰接表面204与图6所示的试验头62的铰接表面基本相同。当对准试验头200需要时，模块化的平的表面202可联接到球形铰接表面204上，且然后在外科医生执行试验关节减缩之前移除该模块化的平的表面202。

有利地，将平的表面202提供为模块化构件导致试验头200在试验关节减缩期间关于图6的试验头62基本相同地起作用。模块化的平的表面202包括平盘206和朝向铰接表面204延伸的至少一个腿部208(以轮廓显示)。腿部208接收在铰接表面204中的对应的承窝210内。优选地，该至少一个承窝210和腿部208布置成使得平的表面可仅在一个旋转位置上联接到试验头上。如图12所示，腿部208和承窝210是键形的，从而确保准确的对准。可使用非旋转对称的备选形状。或者，三个腿部和承窝可布置成使得它们不形成等边三角形，这将防止平的表面错误地联接到试验头上。但是，有利地，提供仅单个承窝210(例如键形承窝)减少了必须移除的铰接表面204的量，从而降低了在试验减缩期间对铰接表面204的影响。

至于图11所示的平的表面102，模块化的平的表面202可支承任何形式的标记，不限于指示最大偏心的径向方向的标记。优选地，平的表面202位于球形铰接表面204的顶点的附近或周围。关于平的表面102，该平的表面202不需要是平的或圆形的。优选地，如果平的表面202是弯曲的，则曲率半径大于球形铰接表面的曲率半径。

作为提供平的表面以提高用于试验头62的标记106的可见性的备选方案，在试验头的下周边的周围提供的标记106可向上被延伸到接近试验头的顶点。将理解，这将具有提高标记对外科医生的可见性的作用，但是这在提高其可见性方面可能不如提供平的表面以显示标记那样有效。

其中可实现本发明以提供臀关节假体的股骨构件的程序可包括以下步骤。

初始步骤包括准备股骨以接收杆部。这些步骤是传统的，且包括切除股骨的颈部和头部，以及对股骨轴中的髓内腔体进行操作，使得其恰当地尺寸设置成以便接收杆部。

对患者的准备工作可提供关于股骨头部的期望偏置的信息。以上参照图4至6(而且还有图11和12，以及下面描述的图18至21)所描述的试验构件可允许评定偏置。可通过使用触发器释放试验连接器以便在试验头中的凹陷中移动而改变试验头和试验连接器64之间的角关系来试验最终假体在头部的极轴和股骨杆的轴线之间的偏置幅度的变化。可通过使试验构件绕着杆部12上的栓塞14旋转来试验股骨杆的轴线周围的偏置的径向方向的变化。对于在其中使用了图11示出的试验头100的情况，平的表面102上的标记104有利地协助外科医生使试验构件绕着杆部12正确地定向，且对外科医生来说，标记104可比试验头的周边的周围的对应的标记106更可见。

试验头62的反面68上的标记67提供偏置的幅度的指示，然后该指示被传送到最终的假体构件。一旦参照标记104(或标记106)使试验构件正确地定向成使得偏置沿正确的径向方向延伸，就如图8所示使用透热法83来在选定的凹口的正下方在骨组织84上作记号，参照试验头的球形外表面66上的凹口73中的选定的一个，对试验头绕着栓塞14的角定向进行记录。

然后，从杆部12上移除试验植入装置60。试验连接器64意图在试验期间牢固地锁到杆部12上、锁到植入股骨植入杆12上，以便防止试验植入装置60在试验期间-尤其是在用以评定试验植入装置的构造的关节的试验减缩期间旋转。在试验减缩期间，试验连接器64进一步被压到杆12上，这可导致难以在后来将其移除。当移除试验连接器64时，重要的是不对股骨杆12施加过度的力，因为股骨植入物可能没有完全设定就位，而且重要的是不干涉形成于植入物和髓内腔体壁之间的接合部。具体而言，重要的是不沿着杆部12的轴线对试验连接器64施加太大的拉出力。

图13示出了试验连接器64，显示了该连接器的上端77(其为试验连接器64的面，一旦移除了试验头62、100、200，外科医生就可看到该面)。上端77包括延伸通到接收杆部12的孔82的圆形洞120，和朝向上表面77的外边缘延伸通过上表面77的不大于120°的、邻近触发器76的弯曲的槽口122。弯曲的槽口122在其整个长度上不是均匀宽度的。弯曲的槽口122由通过弯曲的端部连结的内弯曲边缘和外弯曲边缘限定。内弯曲边缘由以圆形洞120的中心为中心的圆形的一部分限定。外弯曲边缘由以试验连接器64的轴线为中心的圆形的一部分限定。当各个边缘的曲率半径不同时，弯曲的槽口122在槽口的中心中更宽。

为了协助从被植入的杆12上移除试验连接器64，提供试验连接器移除工具124，如图14所示。试验连接器移除工具124包括大体圆柱形的壳体126，该壳体126恰当地大小设置成以便越过试验连接器64、联接到手柄128上。在壳体126的封闭端130(联接到手柄128上)处存在圆形凹陷132。圆形凹陷132对应于试验连接器64中的洞120。在某些实施例中，可提供一定范围的不同大小的试验连接器。在各个试验连接器内的孔可有所不同。

特别地，各个试验连接器的孔的形状导致各个试验连接器沿着栓塞在不同的轴向位置处锁到栓塞上。对于一些试验连接器来说，试验连接器锁到栓塞上所处的点可使得当试验连接器64紧紧地锁到股骨杆上时，栓塞的尖端延伸通过试验连接器64中的洞120。圆形凹陷132防止股骨杆的尖端限制试验连接器64插入壳体126中。从封闭端130延伸的是第一突起134和第二突起136，它们布置成以便接合弯曲的槽口122，如将在下面描述的那样。在移除工具124的备选实施例中，可有用于接合弯曲的槽口122的更多或更少的突起。例如，可存在包括针对内凹槽口122形成了外凸对应物的曲肋的仅单个突起。

壳体126进一步包括槽口138。当移除工具124越过试验连接器64时，槽口138协助外科医生对准肋80，这确保突起134、136接收在槽口122中。为了协助肋80与槽口138的对准，槽口138朝向壳体126的敞开端结合了加宽部分140。当试验连接器64完全接收在移除工具124中时，肋80延伸到加宽部分140中，但是不接合加宽部分的侧部或槽口138的侧部。因此，确保了在移除工具旋转时不会对肋80施加旋转力。在本发明的备选实施例中，肋80可设计成由移除工具124对其施加有旋转力，以便使试验连接器64在栓塞14上旋转。在这种实施例中，肋80接收在槽口中，且接合槽口的侧部。

在本发明的备选实施例中，代替对准槽口138，可将标记应用于壳体126的外侧，以与肋80对准。具有槽口138的一个优点在于，外科医生将在沿着工具的轴线进行查看时对准移除工具124。槽口138允许肋80通过壳体126保持可见。

现在参看图15，该图示出了试验连接器移除工具124的壳体越过固定在杆部12上的试验连接器64的顶部。槽口138与肋80对准，从而确保突起134、136与弯曲的槽口122正确地对准。在备选实施例中，加宽部分140可包括在壳体的敞开端处形成通向槽口138的外部渐缩的斜肩，从而进一步协助肋80与槽口138的对准。

图16示出了完全接合在试验连接器64上的试验连接器移除工具壳体126。壳体126显示为透明的，使得可清楚地看到接合弯曲的槽口122的突起134、136。一旦槽口138与肋80对准，突起134、136就与弯曲的槽口122对准。当试验连接器完全插入壳体126中时，肋80没有接收在槽口138内，相反，肋80保持处在槽口的敞开端处的加宽部分中。当壳体126进一步越过试验连接器64时，突起134、136就插入弯曲的槽口122中。为了破坏试验连接器64和渐缩栓塞14之间的锁定，可通过操纵手柄128来使壳体126沿任一方向旋转。当壳体126旋转时，一个或另一个突起134、136接合弯曲的槽口122的端部，从而使得将旋转力传送到试验连接器64。已经发现，施加到试验连接器64上的旋转力以比通过沿着栓塞14的轴线拉动来移除试验连接器所需的力小得多的所施加的力破坏试验连接器64和栓塞14之间的锁定。一旦试验连接器64能够在杆部12上自由旋转，就可通过沿着栓塞14的轴线抽出移除工具124来容易地移除试验连接器64。有利地，通过减小释放试验连接器64所需的力的量，降低了损伤试验连接器64或干扰股骨植入物的风险。将理解的是，试验连接器64和试验连接器移除工具124是可变化的，只要这两者(试验连接器64和试验连接器移除工具124)之间仍存在可将施加到工具上的旋转力传送到试验连接器的至少一个接合点即可。

为了将试验连接器64固持在移除工具124的壳体126内，在壳体126的内部的周围提供部分周向的凹槽220。凹槽220布置成以便接收在试验连接器64的触发器部分76上提供的周向肋81。图17以截面的方式示出了试验连接器64和移除工具124之间的连接部。当肋81接收在凹槽220中时，试验连接器64被锁定以防被从壳体126中移除。当朝向主体部分74挤压触发器76时，试验连接器能够在壳体126内横向地移动，使得可从凹槽220中抽出肋81，从而允许从移除工具124中抽出试验连接器64。

如以上所论述的那样，重要的是不在试验连接器64和栓塞14之间的渐缩锁定受到破坏之前对试验连接器64施加过度的轴向力(通过用移除工具124施加旋转力)。为了防止施加过度的轴向力，凹槽220与试验头中的凹陷70内的凹槽不同。凹槽220在该凹槽220的朝向壳体126的敞开端的一侧上设有斜边缘222。当试验连接器64插入壳体126中时，肋81搭扣到凹槽220中，且试验连接器保持就位。但是，如果试验连接器64仍然锁在栓塞14上，且对试验连接器64施加轴向力，肋81就靠在斜边缘222上。触发器部分76朝向试验连接器64的主体部分74受压缩，而肋81则从凹槽220中释放出来。以这种方式从壳体126中释放试验连接器64所需的拉出力比从栓塞14中移除试验连接器64所需的拉出力小得多。因此，通过沿着栓塞的轴线施加拉出力来使用移除工具124从栓塞13中移除试验连接器64是不可行的。唯一可行的是通过对试验连接器64施加旋转力来使用移除工具124从栓塞14上移除试验连接器64。

参照头部20的反面24上的标记27(其为试验头62的反面68中的凹陷70的侧壁中的凹槽72的对应物)以及参照连接器30上的标记(其为试验连接器64上的肋80的对应物)，在植入假体的头构件中再生使用试验头和试验连接器所确定的偏置的大小。相应地组装植入物的头部20和连接器40，并且将它们置于组装工具90的栓塞94上。通过适当的保护器(例如构造成为头部20的承座表面22上的相符的配合件的聚乙烯块)对头部施加压紧力。施加压紧力导致连接器被向下推到栓塞94上，直到连接器的底面上的裙缘43接触到工具上的环圈96为止，从而如需要的那样压挤栓塞上的O形圈98。当连接器上的裙缘以这种方式接触工具上的环圈时，所施加的压紧力就导致使头部20和连接器40之间的连接稳固。

组装好的头构件(包括头部20和连接器40)定位在杆部12上的栓塞14上。参照斜切面28上的标记29中选定的一个(其与在试验头上的对应的凹口附近使用透热法制成的骨上的记号对准)，在头构件中再生使用试验头和试验连接器所确定的、头构件在杆部上的旋转对准的偏置。

通过适当的保护器(例如构造成为头部20的承座表面22上的相符的配合件的聚乙烯块)对头构件施加压紧力，以导致头构件变得固定到杆部上。这与用于与整形外科关节假体一起使用的现有的组装技术一致。

如以上所论述的那样，试验头结合标记，以允许识别最大偏心(即股骨构件颈部的轴线和头部的轴线之间的偏置)的方向，从而使得可记录此信息，且将此信息传送到最终的整形外科假体。但是，取决于针对试验植入装置所选择的构造，外科医生可能不可容易地看见标记。例如，如果对包括指示最大偏心的径向方向的记号的试验植入装置施加较大程度的前倾，该记号就可在伤口内模糊不清。对于其中植入物和试验植入装置的可见性大体受到限制的微创手术来说，这个问题尤为严重。有限的可见性可导致指示最大偏心的径向方向的正确标记的错误识别。也就是说，假定上述试验头结合了对应于不定的偏置幅度的多个标记(各自指示相对于整形外科关节构件的杆部关于试验头的表面的最大偏心的不同方向)，可能会引起混淆，且可识别到错误的标记。如果邻近各个记号线的数字模糊不清或者如果标记的一端或另一端模糊不清，错误识别的风险就尤为严重。

现在参看图18，该图示出了图6的试验装置60的下侧，根据选定的凹槽72进一步示出了关于杆部12的中心的最大偏心的方向的变化。如以上论述的那样，形成试验连接器64的一部分的肋80接合在试验头62的下侧上的凹陷70内的选定的凹槽72中。试验连接器64的中心150从试验头的中心152偏置。试验连接器64可在类似地偏置的凹陷70内旋转。试验连接器64结合了凹陷82，凹陷82的中心154从试验连接器64的中心150偏置。杆部12装入凹陷82中，从而使得中心154与杆部12的轴线重合。

图18示出了肋80接合在标记为“5”的凹槽72中。杆部12的轴线和试验头的轴线之间的偏置的幅度由杆部12的中心154和试验头62的中心152之间的距离给定，且该偏置幅度由线156标识。最大偏心的方向由始于杆部12的中心154处且延伸通过试验头62的中心152的向量给定，如由线158所显示的那样。将理解的是，由于(中心150和152之间的，以及中心150和154之间的)两个偏置的原因，当试验连接器64在凹陷70内旋转时(肋80在凹槽72之间移动)，偏置的幅度将随着中心150处、中心152和154之间所对的角改变而改变。此外，由线158指示的最大偏心的方向将在中心154(以及中心150)绕着试验头62的中心152旋转时改变。

在手术实施程序期间，外科医生可能难以看见偏置的幅度和方向的这个变化，因为试验装置60的下侧被隐藏起来了，而且还因为上述试验装置60的顶侧的有限的可见性。

现在参看图19，该图示出了经修改的试验装置160，其解决了识别最大偏心的径向方向的问题，且降低了由于多个标记而造成的错误识别的风险。图19示出了试验装置160的下侧，其包括试验头162和试验连接器164(尽管已经为了清楚的目的而省略了试验头162和试验连接器164之间的联接的细节，但是它们可与图18中分别针对试验头62和试验头64所示出的相同)。栓塞14继续接收在试验连接器164内的凹陷166内。指示了试验头162的中心168、试验连接器164的中心170以及杆部12的中心172，而且对于图18来说，可看到它们共用相同的双重偏置布置。

试验装置160进一步包括旋转指示器盘174(显示为部分透明的，以允许看到下面的特征)，其基本包括与试验头162的下侧具有相同的半径的圆盘。旋转指示器174绕着试验头162的中心168枢转(如将在下面描述的那样)。

旋转指示器174进一步包括槽口176。杆部12穿过槽口176，以接合试验连接器164中的凹陷166。当试验连接器164在试验头162中的凹陷内旋转时，杆部12接合槽口176的侧部，导致旋转指示器绕着试验头162的中心168旋转。在旋转指示器174的旋转期间，随着试验头162的中心168和杆部12的中心172之间的距离改变，栓塞14被促使沿着槽口176的长度移动。

旋转指示器174的旋转是相对于试验头162而言的。槽口176的长轴线178(其穿过试验头162的中心168和杆部12的中心172)与试验头162的最大偏心的方向对准。因此，对于试验连接器164相对于试验头162的任何旋转位置，试验头162关于杆部12的轴线的最大偏心的方向可由旋转指示器174的外边缘上的单个记号180指示。这有利地允许外科医生容易地识别试验头162的最大偏心的方向，而不必识别他应该参照多个标记中的哪一个。

现在参看图20和21，这些图在分解视图中示出了试验装置160，以便示出旋转指示器174如何联接到试验头162和试验连接器164上。如可看到的那样，旋转指示器174基本包括圆盘。在旋转指示器的上表面上的是环形凸起部分182。环形凸起部分182接收在试验头162的下侧上的对应的凹陷184内。凸起部分182和凹陷184均布置成关于试验头162的中心168处于恒定的半径处，从而使得当凸起部分182在凹陷184内旋转时，旋转指示器174绕着试验头162的中心168枢转。

试验连接器164进一步结合了包围凹陷166的裙缘部分186。裙缘部分186延伸通过槽口176，且具有符合槽口176的宽度的外径。因此，裙缘186的外表面靠在槽口176上，从而导致旋转指示器旋转。将理解的是，整形外科假体的杆部12穿过裙缘186，使得杆部12通过裙缘186在槽口176的侧部上施加压力。

将理解的是，旋转指示器的形状可不同。例如，其不需要是盘形的。唯一的要求是旋转指示器绕着试验头的中心旋转，且包括这样的机构：借由该机构，整形外科假体的杆部可导致旋转指示器旋转。典型地，旋转指示器的至少一部分将延伸到试验头的外边缘，以便显示最大偏心指示器的方向。旋转指示器可联接到试验头上，以通过在试验头的下侧上直接联接到试验头的中心上来绕着试验头的中心枢转。或者，可通过使旋转指示器在试验头的中心的周围的至少一个径向位置处(例如在试验头的两个沿直径相对的边缘处)联接到试验头上来实现联接。此外，旋转指示器不需要如图19至21所示的那样定位在试验头的下侧上。在备选实施例中，提供朝向试验头的顶点或在该顶点处的旋转指示器(由试验头的极轴和试验头内部的栓塞14之间的联接驱动)。更加靠近试验头的顶点来提供旋转指示器有利地提高了指示器记号180的可见性，从而指示偏置的方向(即最大偏心的方向)。朝向试验头的顶点的旋转指示器可采取可相对于铰接表面的剩余部分自由旋转的球形铰接表面的一个片段的形式。铰接表面的该片段可包括试验头的顶点。

此外，在备选实施例中，试验头孔和试验连接器之间的连接部是平滑的(即没有以上结合图6、7和18所描述的肋和凹槽布置)。因此，试验连接器能够在试验头孔内自由旋转。在这种实施例中，使旋转指示器相对于试验头旋转具有驱动试验连接器在试验头孔内旋转(从而改变偏置的幅度和方向)的作用。以这种方式驱动试验连接器具有使外科医生能够通过沿适当的方向对准旋转指示器上的记号来设定偏置的方向的结果。然后外科医生就能够通过在保持旋转指示器就位的同时使试验头旋转来改变偏置的幅度。使试验头旋转导致试验连接器在试验头中的孔内旋转(由旋转指示器驱动)，从而改变偏置的幅度。

Claims (18)

1.一种用于在关节置换过程中使用的装置，所述装置包括：

试验头，其对应于整形外科关节构件的头部，具有由曲面限定的上表面和形成于下表面中的孔；

试验连接器，其用于将所述试验头连接到意在位于骨的髓内腔体中的所述整形外科关节构件的杆部上，其中，所述试验连接器可以以可变的角定向装入所述试验头中的所述孔中；以及

旋转指示器，其绕着由所述弯曲的上表面限定的所述试验头的极轴枢转地联接，所述旋转指示器联接到所述试验连接器上，使得所述旋转指示器绕着所述极轴的旋转位置指示所述试验连接器在所述试验头中的所述孔内的旋转位置；

其中，所述试验头的下表面中的所述孔关于所述极轴偏心，且所述试验连接器和所述整形外科关节构件的所述杆部之间的连接部关于所述试验连接器的中心偏心，并且其中，所述旋转指示器上的预定点指示所述试验头相对于所述试验连接器和所述整形外科构件的杆之间的连接部的最大偏心的方向。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旋转指示器包括布置成以便接合所述整形外科关节构件的杆部的至少一个边缘，使得所述旋转指示器绕着所述极轴的旋转位置指示所述试验连接器在所述试验头中的孔内的旋转位置。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述旋转指示器包括绕着所述极轴联接到所述试验连接器的下表面上的盘，所述盘至少部分地延伸成与所述试验连接器和所述整形外科关节构件的杆部之间的连接部交迭。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述盘是直径与所述试验头的下表面的直径大致相同的圆盘。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述盘进一步包括绕着所述极轴延伸的凸起的环形部分和对应的环形凹陷中的一个，且所述试验头的下表面包括凸起的环形部分和对应的环形凹陷中的另一个，所述凸起部分可接收在所述凹陷中，以将所述旋转指示器绕着所述极轴枢转地联接到所述试验头的下表面上。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，通过使所述旋转指示器的至少一个部分从所述试验头的下表面延伸成与所述试验头的上表面交迭，来将所述旋转指示器枢转地联接到所述试验头上。

7.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述旋转指示器进一步包括从所述极轴附近朝向所述试验连接器和所述整形外科关节构件的杆部之间的连接部延伸的至少一个臂，从而使得所述旋转指示器绕着所述极轴的旋转位置指示所述试验连接器在所述试验头中的所述孔内的旋转位置。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述旋转指示器包括布置成以便接合所述整形外科关节构件的杆部的相对侧的平行臂对。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述平行臂对包括封闭的槽口的侧部。

10.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述试验连接器具有形成于下表面中以接收所述整形外科关节构件的杆部的孔，所述试验连接器进一步包括从所述试验头的下表面延伸的裙缘部分，从而使得所述旋转指示器的所述边缘通过所述裙缘部分接合所述整形外科关节构件的杆部。

11.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述试验头中的所述孔相对于所述试验头的所述极轴偏心地定位，所述连接器套管进一步包括向内渐缩的孔，所述向内渐缩的孔具有圆形截面，相对于所述连接器套管的轴线偏心地定位，以便与所述整形外科关节构件的杆部协作。

12.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述试验连接器包括主体部分和触发器，所述触发器可相对于所述主体部分在非锁定位置和锁定位置之间移动，在所述非锁定位置上，所述连接器可相对于所述头部在相对于所述试验头的多个角定向中的不同的角定向之间移动，在所述锁定位置上，所述试验连接器受约束而不能进行这种移动。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述试验连接器和所述试验头提供协作的肋和凹槽布置，当所述肋接合在所述凹槽中时，所述肋和凹槽布置阻碍所述试验连接器在所述试验头的所述孔内的角调节。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述肋和凹槽布置相对于所述试验头限定所述试验连接器的不超过十个角位置。

15.根据权利要求12至14中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述试验连接器在所述试验头孔中的旋转位置确定所述旋转指示器的旋转位置。

16.根据权利要求1至11中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述旋转指示器的旋转位置确定所述试验连接器在所述试验头孔中的旋转位置。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，使所述旋转指示器相对于所述试验头旋转导致所述试验连接器在所述试验头孔内旋转。

18.一种用于在关节置换过程中使用的组件，所述组件包括：

如权利要求1至17中任一项权利要求所述的装置；以及

整形外科关节构件，所述整形外科关节构件包括：

头部，其具有带有可与承窝构件接合和铰接的凸的承座表面以及相对的反面的截顶球体的形状，所述头部具有在其内的、相对于所述头部的轴线偏心地定位的具有圆形截面的封闭的孔，其中，所述孔从所述反面上的开口延伸到所述头部中并且从所述开口朝向其封闭端连续地向内渐缩；

具有远端和头端的杆部，可使远端首先装入骨腔中来安装所述杆部；以及

具有圆形截面的连接器套管部分，所述连接器套管部分沿着由其外表面限定的轴线向内渐缩，从而使得该连接器套管部分可贴合地接收在所述头部中的所述渐缩孔中。

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