CN102869323A - 校准导引器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种校准导引器，该校准导引器具有带有纵向轴线的杆和具有第一部分、第二部分和第三部分的导引臂。第一部分附接至杆并且构造成可围绕大致垂直于上述纵向轴线的第一轴线旋转。第二部分从第一部分沿着第二轴线以第一预定角度延伸。第三部分从第二部分以第二预定角度延伸。

Description

校准导引器
技术领域
本发明涉及校准导引器。具体而言，本发明涉及用于校准器械的校准导引器，更具体地涉及供移植髋(关节)杯使用的校准导引器。
背景技术
髋置换手术通常用于补偿髋臼因疾病、创伤或其它因素而引起的严重损伤，并且包括以下步骤：去除现有关节的全部或一部分并利用附接至患者股骨上的股骨构件和附接至患者髋臼上的髋臼杯来替换所去除的骨。假体的髋臼杯经植入以替换髋关节的臼窝，并且与假体的股骨构件相匹配以完成髋置换手术。为了实现联合式髋臼股骨假体的最佳性能，髋臼杯必须合适地定位在髋臼中。不当定位的髋臼构件可导致髋关节脱位、活动范围减小，以及髋臼构件和股骨构件中的一个或两者最终松开或毁坏。
髋臼杯可由金属、陶瓷或塑料形成。不妥的髋臼构件定位可导致在由任何材料组成的整个支承件上的边缘载荷和不良效应，例如脱位、增大磨损、陶瓷啸叫、增加金属离子的释放以及破裂。对于手术后杯安置的研究表明，将杯置于特定定向与将杯置于其它定向相比改善了磨损情况。例如，由Langton等人完成的研究(题为“The Effect of Component Size and Orientation on The Concentrations of Metal Ions after Resurfacing Arthroplasty of The Hip”并刊登在Journal of Bone Joint Surgery (2008；90-B:1143-51))表明，翻转(version)角度(如在EBRA软件上测得)可能影响磨损。为了改善杯的磨损和髋系统的产品性能，外科医生力图将杯安置在根据手术后研究预计会提供良好磨损情况的定向上。
为作手术准备，患者在与手术后研究中所提供那样相同的两个平面中用x光照射。外科医生然后利用x光线作为初步设计髋臼和股骨假体的尺寸和当手术完成时各者位置的手段。在手术期间，外科医生利用铰刀去除骨以在髋臼中形成半球形状。经铰削的髋臼允许数目几乎不受限制的倾斜杯位置，因为可将杯以任何角度安置在半球体内。
接下来，外科医生将杯附接至插入物/嵌入件(impactor)并试图将杯以接近手术前计划中的设计角度的方式来定位。外科医生通常难以施行此步骤，因为他或她必须在试图修正当将手术前的射线照相角度转换成操作角度时发生的角度变化的同时在三维空间中操纵杯。因此，位置不正的普遍原因是在手术前计划中所提供的射线照相角度和外科医生所看到的操作角度之间的差异。
图1描绘了从不同视角查看的投影角度。例如，在操作环境中得到的45°倾斜和30°前倾当显示在A/P射线图(radiograph)时将提供急剧的50°倾斜角。为了获得在A/P射线图上将提供45°倾斜角的定位，外科医生必须调节操作的倾斜角。因此，为了将杯成功定位在期望角度，外科医生需要将来自在二维空间中以第一观察视角产生的手术后研究的信息转换成在手术室中时有用的数据，在此情况下外科医生在三维空间中操作并以观察视角不同于在A/P射线图中所提供的观察视角来察看患者。
为了帮助外科医生精确地定位并校准假体和器械，外科医生普遍依赖于器械。在总的髋关节造形术期间广泛地使用倾斜和翻转导引器来帮助校准髋臼杯。单独的导引器可提供用于倾斜和翻转角度。作为备选，可提供一种联合式导引器。一种公知形式的联合式校准导引器允许设置髋臼杯的定位以相对于手术室的地板和患者长轴线(long axis)成一角度。此种校准导引器(其提供对于在手术中定位杯插入物的操作角度的测量)并不直接显示手术后外科医生将在A/P射线图中看到什么。如早先所述，对杯磨损的所有临床分析都是基于手术后的测量结果。因此，外科医生旨在将杯定位成尽可能紧密地匹配如在杯的手术后射线图中所示的期望位置。在手术中使用操作角度的不利之处在于当你改变操作前倾时杯的射线照相倾斜角也变化。
本发明的实施例的目的是消除或缓解与现有技术有关的一个或多个问题，不论是否在文中或其它地方明确。
发明内容
本发明提供了一种校准导引器，其解决当用户调节翻转角度时的倾斜变化以便在手术中更精确地定位杯插入物。此外，校准导引器的实施例可设计为使得彼此独立地进行倾斜和翻转角度的调节。
根据本发明的第一方面，提供有一种校准导引器，其包括具有纵向轴线的杆；构造成用以附接至杆并且可围绕大致垂直于上述纵向轴线的第一轴线旋转的外壳；具有第一部分和第二部分的导引臂，其中，第一部分附接至外壳并从外壳沿着第二轴线延伸，而第二部分以第一预定角度从第一部分延伸。
根据本发明的第二方面，提供有一种校准导引器，其包括具有纵向轴线的杆；具有第一部分、第二部分和第三部分的导引臂，其中，第一部分附接至杆并构造成可围绕大致垂直于上述纵向轴线的第一轴线旋转，第二部分以第一预定角度沿着第二轴线从第一部分延伸，第三部分以第二预定角度从第二部分延伸。
根据本发明的第三方面，提供有一种校准导引器，其包括具有纵向轴线的杆；构造成用以附接至杆的外壳；具有第一部分、第二部分和第三部分的导引臂，其中，第一部分构造成用以至少部分地收纳在外壳中并从外壳沿着大致垂直于上述纵向轴线的第一轴线延伸，第二部分以第一预定角度从第一部分延伸，第三部分以第二预定角度从第二部分延伸，导引臂构造成可围绕第一轴线旋转。
根据本发明的另一方面，提供有一种使用校准导引器来将杯或试用件(trial)定位在患者髋臼中的方法。该方法用于相对于定位在手术台上的具有长轴线的患者的铰削髋臼而使校准导引器校准，并且包括以下步骤：
操纵校准导引器，该校准导引器包括具有纵向轴线的杆；具有第一部分、第二部分和第三部分的导引臂，其中，第一部分附接至杆并构造成可围绕大致垂直于上述纵向轴线的第一轴线旋转，第二部分从第一部分以第一预定角度沿着第二轴线延伸，以及第三部分从第二部分以第二预定角度延伸；以及附接至上述杆远端的杯或试用件；
将导引臂附接至杆；
围绕第一轴线相对于杆旋转导引臂；
使杯或试用件与铰削髋臼相接触；以及
在杯或试用件与经铰削的髋臼之间保持接触的同时，调节校准导引器的定位而使得导引臂的第三部分当从手术台的侧面观察时与该台大致平行并且大致平行于患者的长轴线。
附图说明
本发明现在将参照附图仅通过实例的方式进行描述，在附图中：
图1为图解躺在侧卧位置准备手术的患者的操作观察视角和A/P射线照相观察视角的平面视图；
图2为根据本发明第一实施例的校准导引器的侧面立视图；
图3为根据图2实施例的校准导引器的透视图；
图4为根据图2实施例的校准导引器的透视图，其中，导引臂示为与杆分离；
图5为根据本发明第二实施例的校准导引器的侧面立视图；
图6为根据本发明第三实施例的校准导引器的透视图；
图7为图6的校准导引器沿着图6中的线7-7所截取的侧截面视图；
图8为图6中的校准导引器的分解透视图；
图9为图6中的校准导引器的局部分解透视图，其中为清楚起见而省略了棘爪弹簧和销；
图10A和图10B分别为图6中的校准导引器处在第一位置的顶平面视图和底平面视图，其中，导引臂与杆是共面的；
图11A、图11B和图11C分别为图6中的校准导引器处在第二位置的顶平面视图、底平面视图和透视图，其中，导引臂与杆并不共面；
图12A、图13A和图14A图解了在以左侧卧位置躺卧的患者上使用本发明的第一、第二或第三校准导引器中之一的第一方法的步骤的侧面立视图；
图12B、图13B和图14B图解了分别在图12A、图13A和图14A中示出的步骤的平面视图；
图14C图解了在图14A和图14B中示出的步骤的透视平面视图；
图15A、图16A和图17A图解了在以仰卧位置躺卧的患者上使用本发明的第一、第二或第三校准导引器中之一的第二方法的步骤的侧面立视图；
图15B、图16B和图17B图解了分别在图15A、图16A和图17A中示出的步骤的平面视图；以及
图17C图解了在图17A和图17B中示出的步骤的透视平面视图。
具体实施方式
参看图2和图3，第一实施例的校准导引器总体上标示为参考数字20。校准导引器20包括具有纵向轴线A的杆21和可释放地附接至杆21的导引臂(总体上标示为参考数字30)。校准导引器20可在杆21的远端22处附接至杯或试用件40。校准导引器20可包括附接在杆21的近端23处的手柄24。导引臂30可附接至杆21而使得杆21和导引臂30在第一位置为共面的。导引臂30优选构造成使得导引臂30可从杆21拆卸，围绕大致垂直于纵向轴线A的第一轴线B旋转至第二位置(在该位置导引臂30与杆21不再共面)，然后再附接至杆21。作为备选，导引臂30可相对于杆21受弹簧偏压而使得用户可施加力来克服弹簧偏压以使导引臂与杆21分离，从而使导引臂30和杆21相对于彼此旋转。
导引臂30包括第一部分32、第二部分34和第三部分36。优选的是，导引臂30的第一部分32、第二部分34和第三部分36是共面的。第一部分32可附接至杆21并且可围绕大致垂直于纵向轴线A的第一轴线B旋转。第二部分34可附接在第一部分32的远端或附接在沿着第一部分32长度的某一点处。第二部分34从第一部分32以第一预定角度α沿着第二轴线C延伸。在优选实施例中，第一预定角度α范围为30度至50度，且更优选为近似40度。在优选实施例中，第一部分32的远端在过渡部33处平滑地过渡至第二部分34。第三部分36可附接在第二部分34的远端或附接在第二部分34长度的某一点处。在优选实施例中，第二部分34的远端在过渡部35处平滑地过渡至第三部分36。第三部分36从第二部分34以第二预定角度γ沿着第三轴线D延伸。在优选实施例中，第二预定角度γ为近似90度。
杆21可包括基底27，基底27从杆21的表面在大体垂直于纵向轴线A的方向上延伸。理解的是，基底27可形成在杆21中或为附接至杆21的单独构件，无论在哪种情况下基底27都可例如胶合或焊接至杆21。参看图4，基底27具有第一凹部28和至少两个槽口29a,29b。在优选实施例中，导引臂30的第一部分32包括盖37，盖37具有定制大小和成形为至少部分地收纳在凹部28内的突出部38和定制大小和成形为至少部分地收纳在上述至少两个槽口29a,29b的各个内的舌片(或突舌，tab)39。以此种方式，盖37和基底27构造成用以彼此附接在多于一个的定向上。盖37可从基底27拆卸并且与基底27相匹配而使得突出部38设置在凹部28内且舌片39设置在槽口29a内。如果外科医生选择的话，盖37可从基底27拆卸，相对于轴线B旋转，然后与基底27相匹配而使得突出部38设置在凹部28内且舌片39设置在槽口29b内。基底27在形状上可为圆柱状且第一凹部28可居中地定位以促进导引臂30的旋转。突出部38可相比于舌片39从盖37延伸得更远而使得当用户将舌片39从槽口29a,29b脱离时突出部38的至少一部分设置在凹部28内以促进旋转和凹部与舌片的配合。
尽管图4描绘了两个槽口29a,29b，但理解的是基底27可包括多个槽口29，这些槽口29以预定的间距间隔开而使得导引臂30可相对于杆21以公知的角增量围绕轴线B旋转。以此种方式，由于导引臂30附接至盖37，故导引臂30可在一位置处附接至杆21，在该位置导引臂30与杆21的纵向轴线A共面或相对于杆21以导引臂30相对于杆21旋转的角增量而不再共面。在优选实施例中，多达15个的槽口可以3度至10度的增量提供，但最优选是以5度的增量。如本领域普通技术人员将理解的那样，基底27和盖37可构造成以其它方式附接。例如，基底27可具有从上表面延伸的突出部，其构造成用以收纳在盖37的凹部中。类似的是，基底27可包括向上延伸的舌片，其构造成用以收纳在形成于盖37中的槽口内。作为备选，盖37和基底27可具有舌片和槽口和/或突出部和凹部的组合体，这使得用户能够将盖37和基底27彼此附接在两个或更多位置。舌片和槽口特征可位于基底27和盖37的周界上和/或可与基底27和盖37的周界连通和/或定位在基底27和盖37中的一个或另一个或二者的本体的周界内。突出部38可通过将弹簧(未示出)附接至突出部38(或盖37)和基底27而相对于基底27经受弹簧偏压。以此种方式，用户可施加力来克服弹簧偏压以使盖37与基底27分离一距离，该距离使得舌片39与槽口29脱离并容许盖37相对于基底27旋转。
在文中描述的每一个实施例中，杆21可直接地附接至杯或试用件40或者可附接至自身可附接至杯或试用件40的分离构件上。上述分离构件无须沿着其整个长度与纵向轴线A对准，但优选在与纵向轴线A共线或至少平行于纵向轴线A的某一点处附接至杯或试用件40。因此，杆21可为可附接至插入杆的短杆，该插入杆可附接至杯或试用件40。作为备选，杆21可具有限定纵向轴线A的近侧部分，以及弯曲和/或具有与纵向轴线A并不平行的至少两个长度的远侧部分。
参看图5，描绘了第二实施例的校准导引器120。同样的结构类似于第一实施例的对应结构进行标记。校准导引器120包括具有纵向轴线A的杆121和可释放地附接至杆121的导引臂(总体上表示为参考数字130)。校准导引器120可在杆121的远端122处附接至杯或试用件140。校准导引器120可包括附接在杆121的近端123处的手柄124。导引臂130可附接至杆121而使得杆121和导引臂130在第一位置是共面的。导引臂130优选构造成使得导引臂130可围绕大致垂直于纵向轴线A的第一轴线B而旋转至第二位置，在第二位置导引臂130与杆121不再共面。
导引臂130包括附接至杆121的外壳132、附接至外壳132的第一部分134，以及附接至第一部分134的第二部分136。外壳132包括附接至杆121的基底127，以及可围绕第一轴线B相对于基底127旋转的盖137。第一部分134从外壳132沿着第二轴线C以第一预定角度α延伸。第二部分136从第一部分134以第二预定角度γ延伸。在优选实施例中，第二预定角度γ为近似90。如同第一实施例一样，第一部分34可附接在外壳132的远端或附接在沿着外壳132长度的某一点处。第一部分134可直接地附接至外壳132或经由从第一部分134过渡至外壳132的连结部分133而附接至外壳132。连结部分133可从轴线C沿着直线或曲线过渡至轴线B。第二部分136可附接在第一部分134的远端或附接在沿着第一部分134长度的某一点处。在优选实施例中，第一部分134的远端在过渡部135处平滑地过渡至第二部分136。基底127和盖137可构造成相对于彼此是可锁定的。
如同第一实施例一样，基底127从杆121的表面在大体垂直于纵向轴线A的方向上延伸。基底127可形成在杆121中或者为附接至杆121的分离构件。例如，基底127可胶合或焊接至杆21。如同图4中描绘的实施例一样，盖137和基底127可具有特征例如槽口/凹部和突出部/舌片的组合体，以容许盖137和基底127在相对于纵向轴线A的不同角位置处彼此附接。理解的是，相对于第一实施例描述的配合特征的每一个不同组合体都可用来附接盖137和基底127或使盖137和基底127相匹配。由于导引臂130附接至盖137，故导引臂130可在一位置附接至杆21，在该位置导引臂30与杆121的纵向轴线A共面或者相对于杆21的纵向轴线A以导引臂30相对于杆21旋转的角增量而不再共面。如同第一实施例一样，角增量可以公知增量例如3度至10度提供，但最优选为5度的增量。
参看图6至图9，描绘了第三实施例的校准导引器220。同样的结构类似于在先实施例的对应结构进行标记。校准导引器220包括具有纵向轴线A的杆221和可释放地附接且可旋转地附接至杆221的导引臂(总体上表示为参考数字230)。校准导引器220可在杆221的远端222处附接至杯或试用件(未示出)。校准导引器220可包括附接在杆221的近端223处的手柄224。导引臂230可附接至杆221而使得杆221和导引臂230在第一位置是共面的。导引臂230优选构造成使得导引臂230可围绕大致垂直于纵向轴线A的第一轴线B旋转至第二位置，在该第二位置导引臂230与杆221不再共面。优选的是，导引臂230可相对于杆221以角增量旋转。如同最初的两个实施例一样，角增量可以公知增量例如3度至10度提供，但最优选为5度的增量。
导引臂230包括第一部分232、第二部分234和第三部分236。第二部分234可附接在第一部分232的远端或附接在沿着第一部分232长度的某一点处。在优选实施例中，第一部分232的远端平滑地过渡至第二部分234。第三部分236可附接在第二部分234的远端或附接在沿着第一部分234长度的某一点处。在优选实施例中，第二部分234的远端平滑地过渡至第三部分236。第二部分234从第一部分232以第一预定角度α沿着第二轴线C延伸。在优选实施例中，第一预定角度α范围从30度至50度，且更优选为近似40度。第三部分236从第二部分234以第二预定角度γ沿着第三轴线D延伸。在优选实施例中，第二预定角度γ为近似90度。
第三实施例不同于最初的两个实施例在于将导引臂230可拆卸地附接至杆221且使导引臂230相对于杆221旋转的机构更为复杂。如图6至图8中所示，导引臂230附接至卡夹250，卡夹250适于可释放地附接至外壳240，而外壳240又附接至杆221。外壳240包括附接至杆221的基底227和附接至基底227上部的帽盖241。挡板(bezel)237围绕大致垂直于纵向轴线A的第一轴线B可旋转地附接至基底227。挡板237优选锁位在外壳240内而处于基底227和帽盖241之间，且被构造成可相对于基底227旋转并相对于基底227可锁定在分立位置。
外壳240的基底227装配或附接至杆221。在图6和图7描绘的实施例中，杆221在截面上为圆形(当然，杆221可具有任何截面形状)，并且包括形成在杆221近侧部分上的平台260。平台260优选具有大体线性的截面和平坦的一个侧面以便更容易地将基底227附接至该侧面。基底227可以本领域普通技术人员所知的任何方式附接至平台260(或直接地附接至杆221)，但不容许在基底227和杆221之间相对移动。例如，取决于基底227的材料，基底227可胶合或焊接至平台260。
优选的是，基底227包括具有内表面的环227a，并且至少在该内表面的区段上带有形成于其上的齿227b。环227a优选以第一轴线B为中心。优选的是，齿227b形成在环227a的内表面的下部上。环227a包括第一部分227c和具有如从平台260测得的高度增大的第二部分227d。第一部分227c和第二部分227d优选彼此对立并且关于基底227近似在60度和110度之间延伸，但最优选是近似90度。帽盖241附接至第一部分227c和第二部分227d而使得在帽盖241和环227a之间形成窗口228。优选的是，窗口至少在环227a的包括齿227b的部分上延伸。环227a还包括围绕环227a的内圆周形成在齿227b上方的台肩227e。
如上文所述，挡板237围绕第一轴线B可旋转地附接至基底227。挡板237具有通过中心杆条237b相连接的两个对立的弓形部分237a。弓形部分各自具有尺寸定制成用以接触基底227台肩227e的下表面237e，以及尺寸定制成用以接触第一和第二部分227c,227d的内表面的外部弓形表面237c。当设置在外壳240内时，挡板237因此锁位在帽盖241和基底227之间并且可相对于基底227自由地旋转。弓形部分237a各自可具有直径减少部分237d，直径减少部分237d与外表面237c一起形成台肩237f。台肩237f因此向帽盖241提供用以附接至第一部分227c和第二部分227d的间隙并且容许挡板237在帽盖241和基底227之间自由地旋转。
参看图7和图9，帽盖241优选具有开口以容许卡夹250延伸穿过帽盖241并且可释放地附接至挡板237。挡板237可在顶表面中具有一个或多个导引孔237g以在卡夹250附接至挡板237时引导用户。优选的是，导引孔237g构造成容许卡夹250仅在单一定向上附接至挡板。
外壳240构造成用以在其中接纳第一凸形棘爪部件270和第二凸形棘爪部件271。凸形棘爪部件270,271锁位在基底227和帽盖241内以便可相对于基底227在窗口228内旋转。第一凸形棘爪部件270具有第一开口270a和第二开口270b，其中，第二开口270b与第一开口270a间隔开并形成在第一凸形棘爪部件270的内表面中。类似的是，第二凸形棘爪部件271具有第一开口271a和第二开口271b，其中，第二开口271b与第一开口271a间隔开并形成在第二凸形棘爪部件271的内表面中。凸形棘爪部件270和第二凸形棘爪部件271中的一个构造成用以将第一棘爪销272和第二棘爪销273的第一端接纳在开口270a,270b或271a,271b中。凸形棘爪部件270和第二凸形棘爪部件271中的另一个则构造成用以将一对棘爪弹簧274中的每一个的一端接纳在开口270a,270b或271a,271b中。棘爪弹簧274的另一端收纳在第一棘爪销272和第二棘爪销273的第二端上。棘爪销270,271附接至挡板237。
更具体地参看图9，第一凸形棘爪部件270和第二凸形棘爪部件271各自具有内部部分270c,271c和外部部分270d,271d以及将内部部分连接至外部部分的臂270e,271e。臂270e,271e尺寸定制成用以延伸穿过形成在基底227和帽盖241之间的窗口228，并且适应环227a的厚度。各外部部分270d,271d均从上述臂大致垂直地延伸并且具有相比于窗口228高度更大的高度。各外部部分270d,271d均具有外部抓握表面270h,271h和内表面270f,271f，其中，内表面270f,271f优选成形为使得当上述各个棘爪部件关于基底和帽盖移动时，内表面270f,271f并未受到基底或帽盖阻挡。优选的是，外部部分的内表面为弓形并且限定一圆弧，该圆弧稍微大于由基底或帽盖所限定的圆弧。
棘爪部件270,271的内部部分270c,271c构造成用以当棘爪部件270c,271c组装在外壳240内时与挡板237紧密地配合，使得当上述棘爪部件旋转时挡板237也旋转。棘爪部件270,271在内部部分270c,271c的各自外表面上形成有至少一个棘爪齿270g,271g(参见图10A)。各个棘爪齿270g,271g均设置在内部部分270c,271c和外部部分270d,271d之间并处在臂270c,271c下方。棘爪齿270g,271g成形为用以接合基底227的齿227b或接合限定在二者之间的空间。当组装在外壳240内时，凸形棘爪部件270,271的棘爪齿270g,271g受弹簧偏压以接合基底227的齿227b。用户可在棘爪部件的对立抓握表面270h,271h上给予倚靠弹簧274作用的压缩力，这用来减小棘爪齿270g,271g的远端之间的距离而使得棘爪齿270c,271c脱离基底齿227b。
以此种方式，直接地连接到棘爪部件270,271上的挡板237于是可相对于基底227旋转。齿227b和棘爪齿270c,271c构造成使得由一个齿有角度地旋转挡板237将以公知的角增量调节挡板237，这继而又以相同的角度量调节导引臂230(其直接地附接至挡板237)。优选的是，各基底齿均与下一齿间隔开近似3度至10度，但最优选为5度。
参看图11C，帽盖241可具有印制在其上的记号以指示当挡板237相对于基底227和杆221旋转时导引臂230将提供的前倾量。优选的是，该记号将包括与纵向轴线A对准的刻度"0"，并且具有核对(tick)或数字刻度，其指示当导引臂230以任一方向旋转时提供在刻度“0”的任一侧上的前倾度。校准导引器220设计成在左支腿或右支腿上使用。因此，前倾测量结果取决于校准导引器用在哪一支腿上。
参看图8，如上文所述，卡夹250用来将导引臂230可释放地附接至外壳240并且更具体地附接至挡板237。在优选实施例中，卡夹250包括锁定板251、自其顶表面延伸的支柱252，以及自其底表面延伸的至少两个立桩(stake)251a。立桩251a尺寸定制并间隔成使得它们可收纳在挡板237的导引孔237g内。在优选实施例中，一个立桩251a构造成用以与第一导引孔237g匹配而另一立桩251a则构造成用以与第二导引孔237g匹配，使得板251仅在一个定向上与挡板237相匹配。换言之，配合构件251a和237g构造成使得两个不同立桩251a中的每一个均成形和/或定制大小为装配在两个不同导引孔237g的各个中的仅一个中。如图11C中所示，锁定板251在顶表面上可包括指向当卡夹250与挡板237组装在一起时在帽盖241上的核对或数字刻度的指示物。
支柱252包括从锁定板251的顶表面延伸的下部252a和自下部252a延伸的上部252b。台肩252c形成在上部252b的截面尺寸自下部252a的截面尺寸阶跃减小的位置。下部252a的至少一部分带有螺纹以收纳锁定螺母254。锁定螺母弹簧255在上部252b附近设置在锁定螺母254和弹簧帽盖256之间。弹簧帽盖256具有用于接纳导引臂230第一部分232远端的居中定位的内孔。弹簧帽盖256的内孔构造成用以与支柱252上部252b中的类似内孔连通。各个内孔均尺寸定制成用以收纳导引臂230的第一部分232的至少一部分。
卡夹250包括可枢转地连接在支柱252下部252a的对立侧面上的一对杠杆。杠杆253各自具有尺寸定制成用以设置在支柱252的一侧附近的一对耳状物。该对耳状物中的每一个均具有销孔，当杠杆253与支柱252接合时该销孔与穿过下部252a的对立侧面的通孔连通。设置成穿过杠杆253的该对耳状物和支柱252的通孔的销将杠杆253中的每一个可枢转地连接至支柱252。杠杆253各自具有下唇缘253a，当杠杆253处在尖头锁定螺母254向下拧转在支柱252的下部252a上的第一位置时该下唇缘253a至少接合中心杆条237b的侧面且优选是下侧。
当锁定螺母254在远侧定位在下部252a上时，锁定螺母254接触杠杆253的上表面以防止杠杆253相对于彼此旋转，从而防止唇缘253a与挡板237脱离。弹簧锁定件255保持力作用在锁定螺母254上以将其保持在最远侧位置直到用户卸下锁定螺母。当用户这样做时，杠杆253围绕销258自由地枢转以便容许用户将唇缘253a与挡板237脱离，这继而容许用户将卡夹250(和导引臂230)从挡板237(和杆221)拆卸。
图10A和图10B描绘了校准导引器220处在第一位置的详细顶平面视图和底平面视图，其中，导引臂230的第三部分236与杆221的纵向轴线A对准。优选的是，在该第一位置，导引臂230和杆221是共面的。棘爪齿270g,271g与环227a的基底齿227b相配合以防止导引臂230无意中相对于杆221移动。为了旋转导引臂230，用户施加力至外部部分270d,271d以倚靠弹簧274作用，这减小了棘爪齿270g,271g的远端之间的距离而使得棘爪齿270c,271c与基底齿227b脱离。用户于是可相对于杆221的纵向轴线A旋转挡板237和导引臂230。图11A至图11C描绘了校准导引器220处在第二位置的详细顶平面视图、底平面视图和透视图，其中，导引臂230的第三部分236与杆221的纵向轴线A并未对准。
校准导引器220可用于外科手术以帮助正确地校准手术器械。参看图12至图17，描绘了使用校准导引器20,120,220的两种方法。图12至图17为示意性的，因为它们并没有显示如定位在所制取髋臼内那样附接至导引器220的杆21的杯或试用件40。代替的是，它们显示该杯或试用件40恰好定位在所制取髋臼的位置上方。除了旋转导引臂来设定前倾角度的步骤之外，使用校准导引器20,120,220的方法相同而与使用的哪一实施例无关。因此，理解的是在没有不同指示的措辞情况下，对校准导引器20,120或220及这些校准导引器中任何一个的元件的参照同样适用于这些校准导引器中的另一个。
校准导引器20,120,220有助于降低植入物的错位且因此有助于最大限度地减小植入物的磨损。在手术开始，患者处于手术台上而使得患者垂直于该台。以此种方式，患者的骨盘对准而使得其相对于身躯的长(纵分)轴线垂直而非倾斜的。患者通常以两种不同方式中的一种受限以最大限度地减小在手术期间的移动。图12至图14描绘了以其左侧卧躺在左侧卧位置的患者上使用校准导引器20,120,220的第一种方法。图15至图17描绘了在处于伏卧或仰卧位置的患者上使用校准导引器20,120,220的第二种方法。
作为第一手术步骤，外科医生经由一系列切口进入关节并使股骨脱位。接下来外科医生使用铰刀去除骨以在髋臼中形成半球形状。经铰削的髋臼允许数目几乎不受限制的倾斜杯位置，因为可将杯以任何角度安置在半球体内。因此，并不需要修正对于植入杯的定向。代替的是，外科医生试图将杯校准在特定定向上以便利用他或她的经验和现场标志而与髋系统的股骨构件相配合。
参看图12至图14，为了校准试用件或杯以便安置在髋臼内，外科医生将杯或试用件40在杆21的远端22处附接至校准导引器20。在定位杯或试用件之前，应将导引臂30附接至杆21。如果外科医生/用户采用较为简单的校准导引器实施例20,120(参看图3至图5)，他或她将会简单地使盖37,137的配合构件38,39与基底27,127的配合构件28,29相接合。为了在使用导引器220时这样做，并且参看图6和图7，用户确保锁定螺母254拧离至停止位置(弹簧帽盖256的下侧)以容许卡夹250的杠杆253相对于彼此枢转。然后，用户可将导引臂230附接至挡板237。卡夹250和挡板237构造成使得它们仅可组装在一个定向上。导引臂230通过抑制杠杆253并将立桩251a插入导引孔237g中而附接至杆221，使得板251安置在挡板237的顶表面上。当卡夹250保持在该位置时，唇缘253a至少接合中心杆条237b的侧面且优选是下侧。在此阶段，锁定螺母254向下旋拧在支柱252的下部252a上直到锁定螺母254的远侧表面接触杠杆253的近侧表面，从而确保杠杆253无法相对于杆条237b枢转。在此位置，导引臂230固定至杆221。
在此，试用件或髋臼植入物40可拧转在校准导引器的远侧末端上，同时小心不要损坏植入物或螺纹。杯将被拧转直到紧密倚靠台肩以免在装紧期间损坏螺纹和杯。
一旦将杯组装在校准导引器/插入物上，则当使用校准导引器220时，用户可通过旋转挡板237来选择期望的前倾。为此，如上文所述，参照图6和图7，用户在棘爪部件270,271的对立抓握表面270h,271h上按压，这使得棘爪齿270c,271c与基底齿227b脱离。用户可自由地旋转挡板237并将挡板旋转至期望前倾。前倾在0度和35度之间最优选可用5度的增量。用户需要注意确保如通过在其上作手术的髋(亦即左髋或右髋)所确定的那样采用正确的翻转。一旦达到期望的前倾，则用户释放抓握表面270h,271h以使棘爪齿270c,271c与基底齿227b再次接合。
如果外科医生/用户采用较为简单的校准导引器实施例20,120(参看图3至图5)，他或她将会简单地使任一盖37,137与基底27,127脱离，并且使盖37,137相对于杆21,121旋转。一旦达到期望的前倾，则通过使突出部和舌片与它们的对应凹部和槽口相配合来使盖37,137与基底27,127再次接合。
接下来，用户对校准导引器20,120,220定位以便将髋臼构件置于所制取的髋臼中。图12至图14示意性地描绘了以其左侧卧躺在左侧卧位置的患者上使用第一、第二或第三校准导引器20,120,220中的一个的第一种方法。图12A描绘了侧面立视图而图12B描绘了所优选方法的第一步骤的对应顶平面视图，其中，用户将杯或试用件40保持在所制取的髋臼中并使用校准导引器20来将杯定位在预先计划的定向上。一旦处在预先计划的定向，则用户可关于使用例如患者的人体结构标志(例如，横向髋臼韧带、双侧的前上髂骨脊柱、髋臼上唇以及耻骨联合的上缘)或针对患者的其它因素如何使植入物与患者吻合而取决于如何校准杯来修改该定向。
如在图12A和图12B中所描绘，用户使用手柄24对校准导引器20定位而使得杆21大致平行于水平位置(限定为手术台的水平，标明为T)并且与患者的长轴线一致。注意的是，部分36已相对于杆21旋转(或前倾)至标明为δ的角度。如上文所述，角度δ通常处在0度和35度之间。如所示，角度δ为近似20度。本领域普通技术人员将认识到的是，导引臂30无须在该方法开始时旋转，但可在该方法期间的任何时候进行调节并且可取决于外科医生的偏好而不止一次地调节或者需要改进试用件或杯的最终位置。
接下来，参看图13A和图13B，用户在相对于患者所制取的髋臼保持杯或试用件40的定位的同时抓住手柄24并通过朝向患者的头部或前方移动手柄24而设定倾斜角。在这种情况下，杆21在髋臼中围绕固定点枢转直到导引臂30的部分36当从手术台的侧面观察时大致平行于该台(如在图13A的侧面立视图中所描绘)。通常，倾斜角处在35度和55度之间，且优选为45度，如在图13A中所描绘。
参看图14A、图14B和图14C，接下来用户设定前倾角度并将校准导引器定位在其最终位置。如同先前的两组图一样，图14A和图14B分别为校准导引器20处在最终位置的侧面立视图和顶平面视图。图14C为患者与校准导引器处在最终位置的透视图。在将校准导引器从先前图组中的所绘位置转移时，在相对于患者所制取的髋臼保持杯或试用件40的定位的同时，用户抓住手柄24并使手柄24前倾。换言之，用户朝向患者的前部或前方移动手柄24。在这种情况下，杆21在髋臼中围绕固定点枢转直到导引臂30的部分36当从手术台的侧面观察时大致平行于该台(如在图14A的侧面立视图中所描绘)并且大致平行于患者的长轴线LA(如在图14B和图14C的顶平面视图中所见)。为了实现大致平行于患者长轴线和手术台这二者的定位，用户必须在手柄24向前方枢转时使手柄24的近端在内侧朝向患者的身躯下降。此运动确保用户在使杯前倾的同时向下关闭倾斜角，使得从侧面立视图来观察的操作倾斜角大致匹配所寻求的射线照相倾斜角。
图15至图17描绘了在处于伏卧或仰卧位置的患者上使用校准导引器20,120,220的第二种方法。图15A描绘了侧面立视图而图15B描绘了第二种优选方法的第一步骤的对应顶平面视图，其中，用户将杯或试用件40保持在所制取的髋臼中并且利用校准导引器20将杯定位在预先计划的定向。一旦处在预先计划的定向，则用户可关于使用例如患者的人体结构标志或针对患者的其它因素如何使植入物与患者吻合而取决于如何校准杯来修改该定向。
如图15A和图15B中所描绘，用户使用手柄24对校准导引器20定位而使得杆21大致平行于水平位置(限定为手术台的水平，标明为T)并与患者的长轴线一致。注意的是，部分36已相对于杆21旋转(或前倾)至标明为δ的角度。如上文所述，角度δ通常处在0度和35度之间。如所示，角度δ为近似20度。本领域普通技术人员将认识到的是，导引臂30无须在该方法开始时旋转，但可在该方法期间的任何时候进行调节并且可取决于外科医生的偏好而不止一次地调节或者需要改进试用件或杯的最终位置。
接下来，参看图16A和图16B，用户在相对于患者所制取的髋臼保持杯或试用件40的定位的同时抓住手柄24并通过朝向患者头部或前方移动手柄24而设定倾斜角。在这种情况下，杆21在髋臼中围绕固定点枢转直到导引臂30的部分36当从手术台的顶上观察时大致平行于患者的长轴线(如在图16B的顶平面视图中所描绘)。通常，倾斜角处在35度和55度之间，且优选为45，如在图16B中所描绘。
参看图17A、图17B和图17C，用户接下来设定前倾角度并将校准导引器定位在其最终位置。如同先前的两组图一样，图17A和图17B分别为校准导引器20处在最终位置的侧面立视图和顶平面视图。图17C为患者与校准导引器处在最终位置的透视图。在将校准导引器从先前图组中的所绘位置转移时，在相对于患者所制取的髋臼保持杯或试用件40的定位的同时，用户抓住手柄24并使手柄24前倾。换言之，用户朝向患者的前部或前方移动手柄24。在这种情况下，杆21在髋臼中围绕固定点枢转直到导引臂30的部分36当从手术台的侧面观察时大致平行于该台(如在图17A的侧面立视图中所描绘)并且大致平行于患者的长轴线LA(如在图17B和图17C的顶平面视图中所见)。为了实现大致平行于患者长轴线和手术台这二者的定位，用户必须当手柄24向前方枢转时使手柄24的近端在内侧朝向患者的身躯下降。此运动确保用户在使杯前倾的同时向下关闭倾斜角，使得从侧面立视图来观察的操作倾斜角大致匹配所寻求的射线照相倾斜角。
如上文所述，用户可选择估计他或她想要使导引臂前倾多少并在手术之前对其调节或者在对校准导引器定向和/或试用杯构件的同时进行调节以便前倾。尽管为例示目的而将使用校准导引器20的上述方法描述(并示出)为单独的清楚步骤，但理解的是本领域普通技术人员可使用单独的步骤进行调节以便翻转或倾斜或者简单地校准部分36而使得其当从手术台的侧面观察时大致平行于该台(在侧面立视图中)并且当从上方观察该台时大致平行于患者的长轴线(在顶平面视图中)。
一旦校准导引器20处在其最终位置，则用户检查邻近髋臼的现场标志以确保杯位于令人满意的位置。一旦达到满意的位置，则用户使用校准导引器/插入物将髋臼构件装紧到位。在这样做之前，建议将导引臂30从杆21上拆卸。
根据文中的教导内容，本领域技术人员将容易清楚对本发明的其它改型和应用而不脱离所附权利要求的范围。

Claims (28)

1. 一种校准导引器，包括:
具有纵向轴线的杆；
外壳，其构造成用以附接至所述杆并且可围绕大致垂直于所述纵向轴线的第一轴线旋转；
具有第一部分和第二部分的导引臂，所述第一部分附接至所述外壳并且从所述外壳沿着第二轴线延伸，所述第二部分从所述第一部分以第一预定角度延伸。
2. 根据权利要求1所述的校准导引器，其特征在于，所述导引臂包括从所述第一部分延伸并且沿着所述第一轴线附接至所述外壳的连结部分。
3. 根据权利要求1所述的校准导引器，其特征在于，所述第一预定角度为近似90度。
4. 根据权利要求1所述的校准导引器，其特征在于，所述外壳包括附接至所述杆的基底，以及可围绕所述第一轴线相对于所述基底旋转的板，所述第一部分附接至所述板。
5. 根据权利要求4所述的校准导引器，其特征在于，所述基底和板构造成用以相对于彼此固定。
6. 根据权利要求5所述的校准导引器，其特征在于，所述基底具有至少一个开口以及所述板包括构造成用以延伸穿过所述至少一个开口的突出部。
7. 根据权利要求6所述的校准导引器，其特征在于，所述基底具有第一开口和第二开口，并且还包括舌片，以及所述突出部和所述舌片分别构造成用以延伸穿过所述第一开口和所述第二开口。
8. 根据权利要求4所述的校准导引器，其特征在于，所述基底具有内表面，并且还包括至少部分地设置在所述基底内的棘爪，所述棘爪构造成用以倚靠所述基底的内表面作用。
9. 根据权利要求8所述的校准导引器，其特征在于，所述棘爪包括具有构造成用以倚靠所述基底的内表面作用的第一外表面的第一棘爪部件，具有构造成用以倚靠所述基底的内表面作用的第二外表面的第二棘爪部分，以及设置在所述第一棘爪部分和所述第二棘爪部分之间的至少一个弹簧。
10. 根据权利要求9所述的校准导引器，其特征在于，所述第一棘爪部件具有内表面和从所述内表面延伸的销，所述销构造成用以附接至所述至少一个弹簧。
11. 根据权利要求1所述的校准导引器，其特征在于，所述校准导引器还包括具有近端和远端的卡夹，所述卡夹构造成用以在所述远端可释放地附接至所述外壳而在所述近端附接至所述导引臂的第一部分。
12. 根据权利要求11所述的校准导引器，其特征在于，所述卡夹包括板、从所述板延伸的支柱、可枢转地附接至所述支柱的第一杠杆臂、可枢转地附接至所述支柱的第二杠杆臂，所述第一杠杆臂和所述第二杠杆臂各自构造成用以从锁位位置枢转至释放位置，在所述锁位位置中所述第一杠杆臂的一部分和所述第二杠杆臂的一部分接触所述外壳，以及在所述释放位置中所述第一杠杆臂和所述第二杠杆臂并不接触所述外壳。
13. 根据权利要求12所述的校准导引器，其特征在于，所述支柱是有螺纹的，并且还包括旋拧在所述支柱上的锁定螺母，所述锁定螺母构造成使得当所述锁定螺母从远侧位置移动至近侧位置时所述锁定螺母防止所述第一杠杆臂和所述第二杠杆臂移动至所述释放位置。
14. 根据权利要求1所述的校准导引器，其特征在于，由所述第一轴线和所述第二轴线所限定的角度范围为30度至50度。
15. 根据权利要求14所述的校准导引器，其特征在于，由所述第一轴线和所述第二轴线所限定的角度范围为近似40度。
16. 根据权利要求1所述的校准导引器，其特征在于，所述基底和所述板可旋转经过70度的弧。
17. 根据权利要求14所述的校准导引器，其特征在于，所述基底和所述板能够在70度的所述弧内以5度的增量定位。
18. 根据权利要求1所述的校准导引器，其特征在于，所述第二部分为范围从大约50毫米至150毫米的长度。
19. 根据权利要求1所述的校准导引器，其特征在于，所述第三部分为范围从大约100毫米至200毫米的长度。
20. 一种校准导引器，包括:
具有纵向轴线的杆；
具有第一部分、第二部分和第三部分的导引臂，所述第一部分附接至所述杆并且构造成可围绕大致垂直于所述纵向轴线的第一轴线旋转，所述第二部分从所述第一部分沿着第二轴线以第一预定角度延伸，所述第三部分从所述第二部分以第二预定角度延伸。
21. 根据权利要求20所述的校准导引器，其特征在于，所述第二预定角度为近似90度。
22. 根据权利要求20所述的校准导引器，其特征在于，所述第一预定角度范围为30度至50度。
23. 根据权利要求22所述的校准导引器，其特征在于，所述第一预定角度为近似40度。
24. 根据权利要求20所述的校准导引器，其特征在于，所述杆具有凹部，所述导引臂的第一部分的近端构造成用以设置在所述凹部内。
25. 根据权利要求24所述的校准导引器，其特征在于，所述凹部围绕所述凹部的周界限定至少两个键槽，以及所述导引臂的第一部分的近端构造成用以与所述至少两个键槽相配合。
26. 根据权利要求25所述的校准导引器，其特征在于，所述至少两个键槽以5度的增量间隔开。
27. 根据权利要求26所述的校准导引器，其特征在于，所述至少两个键槽总计为15度的增量。
28. 一种校准导引器，包括：
具有纵向轴线的杆；
构造成用以附接至所述杆的外壳；
具有第一部分、第二部分和第三部分的导引臂，所述第一部分构造成用以至少部分地收纳在所述外壳中并且从所述外壳沿着大致垂直于所述纵向轴线的第一轴线延伸，所述第二部分从所述第一部分以第一预定角度延伸，所述第三部分从所述第二部分以第二预定角度延伸，所述导引臂构造成可围绕所述第一轴线旋转。
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