CN102421392B - 对准引导器 - Google Patents

Abstract

一种手术器械对准引导器包括布置成用以联接到患者的骨头上的底座(2)、对准杆(4)、引导杆(24)和指示装置(26)。对准杆(4)具有枢转地联接到底座(2)上使得对准杆(4)相对于底座(2)的倾度可调的第一端。引导杆(24)可以可调节的角度和定向联接到对准杆(4)的第二端上使得引导杆(24)能够横向于对准杆(4)延伸。指示装置(26)联接到引导杆(24)上，以指示引导杆(24)何时相对于水平轴线位于期望角度。本发明还涉及一种使用手术器械对准引导器来对准手术器械的方法。

Description

对准引导器

技术领域

本发明涉及对准引导器。具体而言，本发明涉及用于对准器械、更具体为手术器械的对准引导器。

背景技术

在手术操作过程中，通常需要精确地定位假体和器械。例如，在将髋臼杯植入骨盆内的过程中，重要的是确保该杯精确地定位在经绞扩的空腔内。通常，这种操作需要使用多个单独的器械。重要的是确保在随后的手术步骤中维持在初始手术步骤期间针对杯所确定的对准。例如，首先可确定杯的位置。然后必须绞扩空腔。重要的是通过确保铰扩器相对于用于确定杯初始位置的器械正确对准以确保空腔正确定位而在铰扩过程中维持杯的期望扭转角(version angle)和倾度(即内翻-外翻角)。另外，重要的是要么检测出患者的骨盆已在操作过程中移动，要么确保髋臼杯的对准也已经移动对应的量。

倾斜和扭转引导器广泛用于在全髋关节置换术过程中来协助对准髋臼杯。针对倾度和扭转角可设置单独的引导器。作为备选，可设置组合式引导器。一种已知形式的组合式对准引导器能实现将髋臼杯的位置设定成与手术室的地板和患者的长轴成一定角度。然而，这种对准未考虑患者在手术过程中在手术台上的移动。不论患者的位置如何变化，该对准引导器都指示相同的髋臼杯的定向。因此，要么必须将患者维持在严格侧向位置，要么必须提醒外科医生确定所期望的杯位置因患者移动而造成的变化。

可从San-Tech Surgical Sari商购并记载于PCT公布文本WO-2005/009303中的一种备选髋臼杯采用了一对水平仪。第一水平仪联接到患者的骨盆上以指示患者的位置是否已发生变化。第二水平仪联接到手术器械上。通过第二水平仪内的移位，可检测器械倾度的变化。通过参照第一水平仪和从第二水平仪延伸的丝臂的相对位置来检测扭转角的变化。虽然提供了提高的精度，但这种对准引导器相对难于使用，因为其包括多个单独的构件并且需要多个测量步骤。

本发明的实施例的一个目的在于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所确定。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种手术器械对准引导器，该对准引导器包括：布置成用以联接到患者骨头上的底座；对准杆，该对准杆具有枢转地联接到底座上使得对准杆相对于底座的倾度可调的第一端；引导杆，该引导杆可以可调节的角度和定向联接到对准杆的第二端上使得引导杆能够横向于对准杆延伸；以及指示装置，该指示装置联接到引导杆上，以指示引导杆何时相对于水平轴线成期望角度。

本发明的第一方面的一个优点在于对准杆可以用于指示假体植入物例如髋臼杯的期望对准。随后在手术操作过程中，即使在患者于手术台上的位置改变的情况下，也保持位置信息，特别是所要求的内翻-外翻角和扭转角。此外，能够在使患者关节变位以前定位和设定该对准引导器，从而能够针对患者的自然解剖结构设定对准。该对准引导器有助于外科医生在手术操作的每个阶段观察所要求的角度。

该底座可包括布置成用以接纳从骨头突出的引导销的孔。

对准杆可布置成用以围绕经支承点(pivot point)进入骨头的底座轴线沿任何方向相对于底座枢转。底座轴线与对准杆之间的对向角可在0°与60°之间调节。

对准杆的第一端可包括部分球形部并且底座可包括布置成用以接纳该部分球形部的对应凹入表面。

该手术器械对准引导器还可包括围绕底座设置的锁定套筒，该锁定套筒具有布置成用以与底座表面上的外螺纹相匹配的内螺纹，该锁定套筒还包括对准杆穿过其延伸的孔洞，该孔洞其直径小于上述部分球形部的直径使得该部分球形部布置成用以当锁定套筒相对于底座沿第一方向旋转时抵靠在底座的凹入表面上。

该手术器械对准引导器还可包括可旋转地联接到底座上并经由铰链联接到对准杆上的中间构件。

该手术器械对准引导器还可包括定位在该中间构件上的套筒，该套筒具有对准杆能穿过其枢转的长形槽口和围绕对准杆设置的锁定套筒，该锁定套筒具有布置成用以与对准杆表面上的外螺纹相匹配的内螺纹，该锁定套筒布置成用以当该锁定套筒相对于对准杆沿第一方向旋转时围绕该中间构件抵靠在套筒上。

指示装置可包括联接到引导杆上以指示引导杆何时位于水平面内的水平仪。

根据本发明的第二方面，提供了一种对准手术器械的方法，该方法包括：将引导销插入患者的骨头内使得引导销从该骨头突出；将手术器械对准引导器联接到引导销上，该对准引导器包括具有布置成用以接纳引导销的突出部分的孔的底座和具有枢转地联接到该底座上的第一端的对准杆；将引导杆联接到对准杆的第二端上；调节引导杆相对于对准杆的角度和定向直到引导杆位于预定的角度和定向并且引导杆横向于对准杆延伸；调节对准杆相对于底座的倾度和定向直到对准杆从该骨头延伸使得其指示相对于骨头的期望器械定向，该引导杆相对于患者的长轴以预定角度延伸并且联接到引导杆上的指示装置指示引导杆相对于水平轴线位于期望角度；以及对准手术器械使得纵向器械轴线平行于对准杆。

该方法还可包括以预定的角度和定向将引导杆联接到对准杆的第二端上并且操纵对准杆和引导杆直到引导杆与患者的长轴对准。

调节对准杆相对于底座的倾度可包括调节对准杆相对于底座的倾度直到联接到引导杆上的水平仪位于水平面内。

该方法还可包括锁定对准杆相对于底座的倾度。

附图说明

现将参考附图仅举例描述本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的第一实施例的手术器械对准引导器；

图2至图4示出了还包括扭转角引导器的图1的对准引导器；

图5示出了根据本发明的第二实施例的手术器械对准引导器；以及

图6是图5的手术器械对准引导器的分解图。

具体实施方式

首先参见图1，该图示意性地示出了根据本发明的第一实施例的对准引导器。该对准引导器的多个部分示为部分透明的，以便图示下层的特征。该对准引导器适合在手术操作过程中用于记录和保持用于假体植入物例如假体髋臼杯的对准信息。该对准引导器有助于在植入操作过程中正确对准手术器械。有利的是，这有助于减少植入物的未对准并因此有助于最大限度地减少植入物的磨损。

该对准引导器包括布置成用以联接到患者骨头上的底座2，以及对准杆4。对准杆4具有第一端，该第一端联接到底座2上使得对准杆4相对于延伸穿过底座2的轴线6的倾度可调。

底座2包括延伸到底座2的下侧内的孔8。孔8布置成用以接纳从患者骨头延伸的引导销。例如，当对准引导器用于对准髋臼杯时，将引导销插入与植入物位置间隔开的患者骨盆内。引导销可具体为Charnley销。引导销优选为非圆形的截面，其中孔8具有对应的截面，使得底座2不会相对于引导销旋转。例如，引导销可总体上呈圆柱形，带有侧向突出的凸部。孔8包括与凸部相对应的切口10使得引导销仅可在单一角位置处接纳在孔8内。有利的是，对准引导器因此可从引导销移除且然后以相同的角位置进行更换。普通技术人员将理解的是，可以采用其它方式将底座临时地固定到骨头上，例如使用粘合剂。

对准杆4的第一端包括部分球形部12。底座4的上表面包括对应的凹入表面(图1中不可见)。这种布置使得对准杆4能够围绕位于部分球形部12的中心处的支点相对于底座2枢转。底座轴线6延伸经过底座2与杆4之间的支承点。对准杆4可经操纵使得其能够围绕底座轴线6沿任何方向枢转。对准杆4相对于底座轴线6的倾度通过角度x表示。该倾度可在0°与60°之间变化。需要相对大的倾度范围以确保不论底座2在骨盆表面上的位置如何且不论用于露出骨盆的手术方法如何，对准杆4都可以定位成使得其平行于针对髋臼杯的所选植入轴线延伸。

底座2总体上呈圆柱形并且还包括围绕底座轴线6定位的外螺纹14。对准引导器还包括锁定套筒16，该锁定套筒16配合在部分球形部12和底座2上。锁定套筒16在第一端包括窄的孔洞18，对准杆4延伸穿过该孔洞。锁定套筒16还包括布置成用以与底座2上的外螺纹14相匹配的内螺纹20。通过相对于底座2旋转锁定套筒16将锁定套筒16拧紧在底座2上使得孔洞18的边缘抵靠在局部球体12上，该局部球体12继而又抵靠在凹入的底座表面上，从而锁定对准杆4相对于底座轴线6的倾度并锁定对准杆4从底座2延伸的方向。

图1的对准引导器可在手术操作过程中用于植入髋臼杯，以确保该杯以所选的倾度(内翻-外翻角)并以所选的扭转角植入。不论所使用的手术方法如何，都可以使用相同的对准引导器。引导销插入患者骨盆的露出部分内使得引导销从骨头突出。引导销可定位在与髋臼间隔开的任何方便的位置使得对准引导器将不会干扰髋臼的准备。对准引导器定位在引导销上使得该销接纳在孔8内。如果使用具有非圆形截面的引导销，则底座将仅以单一角位置而联接到销上，如上所述。

然后，外科医生可设定对准杆4的定向使得对准杆4平行于所要求的髋臼杯轴线延伸。参考患者的解剖结构、也就是通过与骨盆的局部基准特征对准，可手动执行对准杆4的这种定向。具体而言，对准杆4的定向可相对于用于自然骨盆的局部髋臼标记在其被绞除之前予以确定。另外，可在股骨头变位之前参考自然关节确定该倾度。当以此方式定向对准杆时，能够认为已关于所要求的局部内翻-外翻角和扭转角执行对准。

作为备选，对准杆4的定向可相对于整体角度、也就是关于基于患者的长轴和水平面的整体坐标系来执行。对于这种对准技术，希望的是确保患者精确地定位在手术台上，其中患者的骨盆正确地定位在预定的定向上，以确保整体角度与相对于骨盆的局部角度相对应。如果患者正确定位在手术台上，则关于整体内翻-外翻角和扭转角定向对准杆能够更容易和更精确并且要求对外科医生可见的骨盆较小。

一旦已确定所要求的倾度，则拧紧锁定套筒16以将对准杆固定就位。在骨头准备和杯植入过程中，通过确保手术器械且尤其是杯导引装置定位成与对准杆4平行或成预定角度来保持相同的对准。当相对于引导销设定对准杆4的倾度时，可在手术操作的各部分过程中临时移除对准引导器且然后更换而不会失去对初始杯位置的参照。此外，即使患者在手术台上移动，但当对准杆直接联接到骨盆上时，也保持了所要求的对准。

现参见图2，该图示出了还在扭转角引导器22上结合了滑道(slip)的图1的对准引导器。扭转角引导器22包括扭转角杆24和水平仪26。扭转角引导器22经由接头28联接到对准杆4的自由端上。接头28以固定的角度和定向将扭转角杆24联接到对准杆上。然而，根据本发明的其它实施例，接头28可允许例如在不连续的角间隔之间变化的角度和定向。

扭转角引导器24有助于当相对于整体内翻-外翻角和扭转角执行对准时定向对准杆4。一旦患者正确定位在手术台上，则如上所述那样将引导销插入患者骨盆内并且将底座2固定到引导销上。然而，在拧紧锁定套筒16之前，将扭转角引导器22上的滑道联接到对准杆4的端部上。然后，可一起操纵扭转角杆24和对准杆4直到扭转角杆24与患者的长轴对准并位于如通过水平仪26所确定的水平面内。水平仪26可包括如图所示的球座(bulls-eye)型水平仪，用于将扭转角杆24定位在水平面内。作为备选，可提供沿正交轴线延伸的两个线性水平仪，以实现扭转角杆24在水平面内的相同位置。作为又一个备选方案，可用与竖直轴线对准的铅垂线或固定杆来代替水平仪26以确保扭转角杆24位于水平面内。

当扭转角杆24以已知的角度和定向联接到对准杆4上时，并且当水平仪26牢固地固定到扭转角杆24上时，以此方式关于水平面和患者的长轴定位对准引导器确保了对准杆4平行于用于髋臼杯的所要求的植入轴线对准。一旦已正确定向对准杆4，则拧紧锁定套筒16以将对准杆4固定到底座2上。然后，如果需要的话，可从对准引导器移除扭转角引导器22，以便为外科医生提供更多操作空间。

图3和图4分别在平面图和侧视图中示出了在图2的扭转角引导器22上带有滑道的对准引导器。扭转角引导器22允许外科医生在使髋部变位以前参考整体角度，也就是说外科医生能够关于患者的长轴和水平面定向对准杆4，以便实现期望的内翻-外翻角和扭转角。有利的是，外科医生在使髋关节变位以前已清楚地了解患者在手术台上的定向并因此可以更精确地调节对准引导器。

图3示出了对准引导器的平面图。如上所述，扭转角杆24可以固定的角度和定向固定到对准杆4上。然而，在本发明的备选实施例中，接头28可调节以允许外科医生改变内翻-外翻角和扭转角。作为又一备选方案，可提供在扭转引导器22上成变化的内翻-外翻角和扭转角的滑动范围。角度y是对准杆4与扭转角杆24之间的对向角度。当扭转角杆24与患者的长轴对准并定位在水平面内时，角度y等于扭转角。扭转角y可等于15°。作为备选，扭转角可在0°与30°之间变化。图3示出了用于定位对于左髋部的髋臼杯的扭转引导器22上的滑动。将理解的是，为了正确对准用于右髋部的髋臼杯，必须使用镜像扭转引导器22，在其中扭转角杆24顺时针旋转以与对准杆4形成相同的角度y。作为备选，可设置单个扭转角引导器22，在其中接头28可旋转以允许角度y倒转成使得可对于左、右髋部使用相同的引导器。

图4示出了对准引导器的侧视图。角度z是对准杆4与扭转角杆24之间的对向角度。角度z等于所要求的内翻-外翻角(如果骨盆保持正确定位在手术台上)。角度z可固定在45°或者可以是变化的。角度x不与内翻-外翻角或扭转角直接相关，因为角度x取决于相对于所要求的髋臼杯植入轴线从骨头突出的引导销的定向。

现参看图5，该图示意性地示出了根据本发明的第二实施例的对准引导器。图5的对准引导器等同于图1的对准引导器的部分由相同的参考标号表示。图5的对准引导器可与图2至图4中所示的相同扭转角引导器22相结合地使用。图5的对准引导器与图1的对准引导器的不同之处在于底座2与对准杆4之间的联接，而且还在于锁定机构。具体而言，锁定套筒30设置成围绕对准杆4定位而不是围绕底座2，这允许使用单手来定位和锁定对准引导器。这使得外科医生可腾出手来控制其它手术器械。

图6是图5的对准引导器的分解图，该图更清楚地示出了联接和锁定机构。底座2经由中间构件32联接到对准杆4上。中间构件32经由铰链34连接到对准杆4上。中间构件32还包括接纳在底座2内的对应圆形承座(图6中不可见)内的圆形基板36。因此，中间构件32可相对于底座2旋转。这种旋转运动和与对准杆4的铰接相结合地提供了与对于用于图1的对准引导器的部分球形部12和凹入的底座表面相同的运动范围。

通过锁定套筒38将中间构件32固定到底座2上，该锁定套筒包括用以接纳中间构件32的孔40，该中间构件32能够在孔40内旋转。孔40结合有与设置在底座2上的外螺纹相匹配的内螺纹，以将底座2和锁定套筒38联接在一起。又一套筒42座置在锁定套筒38上。套筒42结合有槽口44，对准杆4穿过该槽口44延伸和枢转。套筒42布置成用以与中间构件32一起旋转使得槽口44保持与对准杆4在其内枢转的平面对准。

用于图5和图6的对准引导器的锁定机构包括锁定套筒30和垫圈46。锁定套筒30结合有与设置在对准杆4上的外螺纹48相匹配的内螺纹。使锁定套筒30围绕对准杆4旋转致使垫圈46抵靠在套筒42上并防止对准杆4穿过槽口44枢转。此外，套筒42继而又抵靠在锁定套筒38上，从而防止两个套筒之间的相对运动，且从而防止对准杆4相对于底座4旋转。

在本发明的备选实施例中，代替结合有扭转角杆24的扭转角引导器22，可将激光指示器以预定的角度和定向联接到对准杆上使得光束可投射并与患者的长轴对准。

以上主要参考在手术操作过程中使用对准引导器来植入髋臼杯而描述了本发明的实施例。然而，本发明并不限于对准引导器的这种应用。对准引导器可联接到任何骨头上以便保持对准信息。例如，对准引导器可在对肩关节的手术过程中联接到肩胛骨上。

根据本文的教导，本发明的更多改型和应用对技术人员来说将显而易见而不脱离所附权利要求的范围。

Claims (9)

1.一种手术器械对准引导器，包括：

底座，所述底座布置成用以联接到患者的骨头上；

对准杆，所述对准杆具有枢转地联接到所述底座上使得所述对准杆相对于所述底座的倾度可调的第一端；

引导杆，所述引导杆经由接头能联接到所述对准杆的第二端上，所述接头能调节所述引导杆相对于所述对准杆的角度和定向以设定所需的扭转角和所需的内翻－外翻角和使得所述引导杆能够横向于所述对准杆延伸；以及

指示装置，所述指示装置联接到所述引导杆上以指示由于所述对准杆的枢转所述引导杆何时位于水平面中。

2.根据权利要求1所述的手术器械对准引导器，其特征在于，所述底座包括布置成用以接纳从所述骨头突出的引导销的孔。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的手术器械对准引导器，其特征在于，所述对准杆布置成用以围绕底座轴线沿任何方向相对于所述底座枢转，所述底座轴线经支承点进入所述骨头。

4.根据权利要求3所述的手术器械对准引导器，其特征在于，所述底座轴线与所述对准杆之间的对向角可在0°与60°之间调节。

5.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的手术器械对准引导器，其特征在于，所述对准杆的所述第一端包括部分球形部以及所述底座包括布置成用以接纳所述部分球形部的对应的凹入表面。

6.根据权利要求5所述的手术器械对准引导器，其特征在于，所述手术器械对准引导器还包括设置成围绕所述底座的锁定套筒，所述锁定套筒具有布置成用以与所述底座的表面上的外螺纹相匹配的内螺纹，所述锁定套筒还包括所述对准杆延伸穿过其的孔洞，所述孔洞其直径小于所述部分球形部的直径，使得所述部分球形部布置成用以当所述锁定套筒相对于所述底座沿第一方向旋转时抵靠在所述底座的凹入表面上。

7.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的手术器械对准引导器，其特征在于，所述手术器械对准引导器还包括可旋转地联接到所述底座上并经由铰链联接到所述对准杆上的中间构件。

8.根据权利要求7所述的手术器械对准引导器，其特征在于，所述手术器械对准引导器还包括定位在所述中间构件上的套筒，所述套筒具有所述对准杆能穿过其枢转的槽口和设置成围绕所述对准杆的锁定套筒，所述锁定套筒具有布置成用以与所述对准杆的表面上的外螺纹相匹配的内螺纹，所述锁定套筒布置成用以当所述锁定套筒相对于所述对准杆沿第一方向旋转时围绕所述中间构件抵靠在所述套筒上。

9.根据权利要求1所述的手术器械对准引导器，其特征在于，所述指示装置包括联接到所述引导杆上以指示所述引导杆何时位于所述水平面内的水平仪。