CN103458804A - 用于修改骨的表面的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本系统和方法提供了允许用简化设备进行骨表面重整程序(诸如铣削或去毛刺)的病人特定切割装置。产生计算机辅助外科手术切割装置，其具有与要修改的病人的骨的表面区域匹配的表面区域。可以提供切割工具，该切割工具具有仿形骨配合表面和仿形且病人特定成形切割引导面(其位于骨配合表面之上的平面中)。在切割装置中提供一个或多个通道，并且随着外科医生在通道中移动切割工具(例如，铣削或去毛刺)，该工具根据切割装置的切割引导表面及其他预选表面特征沿着骨的表面横向地切割骨并竖直地切入骨中。

Description

用于修改骨的表面的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年8月16日提交的美国临时申请号61/373,967的优先权，该申请的公开内容通过引用被整体地结合到本文中。
背景技术
许多病人苦于在锻炼期间或在正常磨损期间随时间推移而出现的整形外科损伤或骨退化疾病。在某些情况下，病人的骨变得翘曲或者具有由于骨的大量使用而引起的增生或其他病变。特别地，运动员可能在做大运动量的锻炼时经历该疾病，尤其是在到髋臼的股骨连接区域中。在股骨髋臼撞击中，股骨头或髋臼缘周围的区域在过度骨生长的情况下凸起至股骨头在绕着髋臼移动时被撞击的点，常常很痛的疾病。当股骨头或颈的表面上的畸形物接触髋臼窝的边缘时发生凸轮型撞击。当病人的髋臼比正常的更深且深窝限制股骨头的完全运动时发生钳夹型撞击。
执行整形外科手术以重整骨的表面，诸如被应力以及磨损或创伤撞击或被其它方式损坏的膝、髋、肩、踝和肘。在髋和股骨的表面重整程序中，处理方法可以涉及对股骨头进行铣削或去毛刺以减轻撞击。铣削和去毛刺常常是基于骨的位置、深度和尺寸的视觉估计而徒手完成的。经表面重整的骨与髋臼或其他关节之间的尺寸和配合可以变化—在某些情况下过松而在其他情况下过紧。类似地，在涉及对骨进行成形以接收植入物的外科手术中，徒手切割可能太不精确，留下过大或过小的骨位置而不能适当地安置植入物。
已经开发了计算机辅助方法，其提供骨的图形图像并使用软件，这允许外科医生更精确地对骨进行切割并安装植入物以配合外科手术部位。在计算机辅助外科手术(CAS)期间，外科医生使用病人的解剖部位的视觉图像来产生配合该部位的植入物或修改该部位以接收植入物。在美国申请号12/240,992和美国申请号12/120,547中可找到示例性CAS系统。在某些情况下，医生使用切刀或其他外科手术工具来切除骨。在大多数系统中，由计算机辅助系统来引导外科手术工具，其要求复杂的工具登记系统，其可能难以使用且是昂贵的。需要改进的方法和系统以便对骨区域进行表面重整，特别是在具有股骨髋臼撞击及其他骨疾病的病人中。
发明内容
本文公开的是使用诸如去毛刺或铣削尖端的切割工具以修改病人体内的骨的表面的系统和方法。该系统和方法包括使用由病人的骨所获取的图像形成的病人匹配装置且然后产生具有与要修改的骨的一部分配合的表面的模具。该装置包括一个或多个切割区，其与要修改的区域对准，使得能够在切割区内引导切割工具以切除骨的期望区域或者对骨的期望区域进行表面重整以实现期望的表面结构和形状。
在某些实施方式中，提供了用于引导骨表面的修改的切割装置。该切割装置包括形成用于切割工具的二维横向边缘的第一切割引导件和形成用于切割工具的深度边界的第二切割引导件。
在某些实施例中，切割装置包括外壳，外壳具有纵轴线、具有远端、近端以及沿着纵轴线设置的骨配合内表面的套环(collar)以及在该套环上面延伸的多个壁。多个表面区域被设置在骨配合表面上，该表面区域具有对应于骨上的各表面特征的多个表面特性。所述各表面特征可以是从骨的计算机图像导出的并被包括在骨模型中。该外壳还具有切割引导件，切割引导件具有在基本上与纵轴线平行的平面中在所述多个壁之间延伸的通道。进入端口被沿着所述壁中的至少一个的表面设置，切割工具通过该进入端口以进入通道。
在某些实施例中，外壳构造有与病人的骨表面匹配的多个表面。在某些实施方式中，套环具有底部开口，其从套环的近端延伸至远端并被构造成接收病人的骨。骨进入所述开口并靠在内表面上，内表面包括具有与骨上的各表面特征相对应的多个表面特性的表面区域。在某些实施方式中个，骨配合表面具有与骨的一个或多个对应表面特征匹配的一个或多个预形成轮廓。
在某些实施例中，所述多个壁具有上边界壁，其具有被确定轮廓以与预选骨表面匹配的表面。上边界壁表面可以充当引导件，例如深度引导件，以随着铣削或去毛刺工具在表面重整或切除期间横向地沿着骨的表面通过而引导铣削或去毛刺工具。在某些实施方式中，上边界表面从外壳的近端向外壳的远端倾斜。
所述装置还被构造成引导工具的横向切割。在某些实施方式中，该通道具有多个横向延伸通道。该通道可以暴露在上边界的表面之上，使得切割工具能够沿着骨表面被横向地操纵，但仍保持在通道内以用于精确的切割。可通过沿着所述多个壁设置的进入端口来访问该通道。凸缘可以被设置在进入端口之下并延伸到通道或其他开口中。
在某些实施例中，一个或多个垫圈插入件被设置在通道内。每个垫圈插入件具有与通道对准的垫圈开口以及(在使用多个垫圈插入件的情况下)另一垫圈开口。
所述装置被销或锚定件连接到骨表面，并包括设置在外壳中以接收销或锚定件的多个孔。
可以将切割装置包括在套件或其他系统中以便修改骨表面。套件或系统可以包括所选骨表面的预形成图像和切割工具，所述切割工具具有配合在切割装置的通道或其他引导特征内的一部分。还可以包括多个切割装置。例如，所述多个装置中的第一个包括具有第一深度的槽，并且所述多个装置中的第二个包括具有不同于第一深度的第二深度的槽。可以将第一和第二装置堆叠在一起。例如，所述多个装置中的第一个可以配合在所述多个装置中的第二个内。还可以包括本文所述的垫圈插入件及其他部件。在某些实施方式中，提供了多个垫圈插入件，每个具有垫圈开口，该插入件被确定尺寸并构造成配合在切割装置的通道内，并且每个垫圈开口接收切割工具的一部分。
还可以将切割工具构造成与切割装置的尺寸配合，以提供更准确且精致的切口。在某些实施方式中，切割工具具有第一深度，并且切割装置具有开口(诸如通道)，其具有基本上与第一深度相同的深度。在使用中，切割工具经由开口被插入切割装置中，并且当被这样插入时，其搁置成使得台肩或其他表面略微在开口上面，从而工具能够在开口内横向地移动但是被竖直地约束而保持在开口内。在某些实施方式中，切割工具具有允许其在骨的表面上执行铣削或去毛刺的旋转尖端。
还可设想使用方法。在某些实施例中，一种修改骨表面的方法包括接收要修改的骨的表面的图像，该图像识别包括骨上的轮廓、斜坡或标志中的一个或多个的表面特性。用户识别要从骨去除的骨表面的区域，并且使用该图像来产生切割引导件。切割引导件具有通道和内表面，内表面具有多个表面特征，每个表面特征对应于图像上的表面特性。通过使表面特征与对应的表面特性对准直至通道搁置在上面并基本延伸到要去除的区域而将切割引导件施加到骨。切割工具通过通道被插入而与该区域接触。切割工具然后被横向地和深度方向地操纵通过通道以沿着骨的表面对骨进行表面重整。
用于切除骨表面的某些方法设想准备切割引导件，切割引导件具有骨接触内表面和上表面，骨接触内表面被构造成与骨表面配合，上表面具有对应于期望骨表面构造的仿形构造(contoured configuration)。在某些实施方式中，骨接触内表面具有被构造成在切割骨之前与存在于骨上的对应表面特性匹配的一个或多个特征。上表面被形成为对应于在外科手术完成时骨应具有的表面构造，并且优选地与内表面间隔开。
切割引导件被施加于骨表面并在根据期望的骨表面构造切割骨表面(例如，被撞击表面区域)的同时沿着仿形上表面延伸。在被切割之后所得到的骨因此具有期望的骨表面构造。该切割工具可以在引导件的通道内通过并沿横向方向以及竖直方向(例如，沿着上表面)切割骨。该切割工具还可以包括凸缘，在骨被切割时，该凸缘撑靠着切割引导件的表面。该凸缘从而帮助调整所能够产生的切口的深度。可以通过引导件的通道对骨表面进行铣削或去毛刺。
在回顾本公开之后，本领域的技术人员将会想到这些实施例的变更和修改。可以用本文所述的一个或多个其他特征以任何组合和子组合(包括多个从属的组合和子组合)的方式实现前述特征和方面。可以将上文所述和所示的各种特征、包括其任何部件组合或集成在其他系统中。此外，可以省略或不实施某些特征。
下面参考附图来详细地描述各种实施例的其他特征、方面以及优点。
附图说明
被结合在本说明书中并构成其一部分的附图图示出实施例并连同描述一起用于解释公开方法和系统的各种示例。在所述附图中：
图1描绘了具有撞击区域和配合在髋臼内的股骨头的股骨。
图2A-2E描绘了被构造成特别地配合到图1中所示的股骨头的切割装置的实施例。
图3描绘了被配合到图1的股骨头的图2的切割引导件。
图4描绘了在使用图3的切割引导件进行切割之后的图1的股骨。
图5A-5B描绘了被构造成与股骨头配合并安装在其上面的切割装置的实施例以及用于通过该装置中的开口执行骨切除的去毛刺或铣削工具。
图6A-6B描绘了用于执行骨铣削的系统，其具有被安装到病人的骨的多个切割装置。
图7描绘了切割装置的实施例，该切割装置具有被配合在一起的多个底座并具有用于接收切割工具的公共开口。
图8是剖面图，描绘了被设置在开口内的去毛刺工具和切割装置，以便执行骨表面重整。
图9A-9C描绘了具有切割装置的骨切割系统的实施例，其具有引导去毛刺或铣削工具的移动的多个插入件。
具体实施方式
附图图示出用来使病人匹配切割引导件准备好用于执行骨表面重整(例如铣削或去毛刺)以治疗凸轮型撞击的系统和方法的某些实施方式。切割引导件帮助外科医生更准确地对要切割的骨上面的适当区域进行定位，并提供横向引导件、深度引导件(或两者)以便生成切除切口。切割引导件本身被形成为通过获取骨的图像并使用该图像来产生将在切除和表面重整期间放置在骨上的切割装置来定制性地配合病人的骨。病人特定切割引导件与徒手过程相比还帮助改善外科手术过程。在某些实施方式中，病人匹配切割引导件包括符合病人的骨的内表面以及接收医疗设备的去毛刺或铣削工具以便在引导件内切割的端口或开口。
参考附图(其中相同的参考标号指示相同元件)，图1描绘了凸轮型撞击的示例，其中，病人的股骨100被设置成使得股骨头101在髋关节的髋臼104内。股骨头101具有被撞击区域102。在该疾病的情况下，病人将常常在股骨100在髋臼104内旋转或操作时感到疼痛，因为被撞击区域102撞到髋臼缘105。
图2A-2E描绘了切割装置200的实施例的各种视图，切割装置200被结构化成在股骨头101上或附近定制性地配合病人的股骨100。切割装置可以由强聚合物或其他适当材料制成并在执行骨切除或表面重整时引导用户。如所示，切割装置包括外壳，外壳具有套环202，套环202沿着纵轴线201延伸并具有近端202a和远端202b。套环还包括与纵轴线201平行的下开口205，股骨头101或其他骨通过该下开口205配合。套环202还包括内骨配合表面204，内骨配合表面204与股骨头101的例如存在撞击区域102的区域定制性地配合。
切割引导件200还包括上外壳，上外壳具有多个壁206和208，多个壁206和208上升到套环的内骨配合表面之上并被上边界表面210连结。引导通道212被设置在切割装置200内在两个壁206和208之间。引导通道212包括沿着壁206的表面设置的进入端口216。可以通过进入端口216将切割工具(诸如具有旋转尖端的去毛刺或铣削工具)插入切割通道内以便能够访问在通道212下面的骨。在图2C中图示出可以使用的示例性切割工具，示出了铣削工具250，铣削工具250具有铣削头252和轴254，铣削头252具有旋转尖端，轴254驱动尖端旋转。如所示，进入端口216具有略短于轴254的长度(S′)的深度尺寸P′。因此，当铣削工具250被插在进入端口216内时，工具250的下台肩256搁置在通道212的上台肩213上或刚好略微在其上方，这将工具保持在通道中。该工具可以横向地和竖直地移动，但是仅根据在通道内的引导。工具与通道之间的精确配合从而允许骨表面的更精确的铣削或去毛刺。
如所指示的，切割装置被准备成定制性地配合到要表面重整的病人的股骨或其他骨的区域，从而切割通道将被放置在骨上的适当位置。如图2A中所示，套环202的内骨配合表面204具有多个区域，其具有与被撞击骨上的各表面特征相对应的表面特性。如所示，例如在图2A中，内配合表面204包括第一凹陷区域204b，第一凹陷区域204b被准备成具有特定的表面特性(诸如曲度、轮廓、表面凹陷和凹坑)以对要表面重整的骨的特征进行镜像和匹配。例如，第一区域204定制性地配合股骨中的上升区域214。类似地，内配合表面204的光滑表面204a被准备成确定轮廓并以病人匹配界面与股骨的光滑仿形表面214a配合。
在某些实施方式中，使用要表面重整的骨的图形或其他图像来准备具有病人特定套环的切割装置。例如，外科医生或其他技术人员获取骨表面的CAT扫描、MRI或其他图像，然后通过处理器来使用该图像以产生骨表面的计算机图像。该计算机图像被操纵以产生采取期望表面重整构造的骨表面的模型。该模型将描绘将要通过表面重整过程被施加于骨的轮廓、斜坡、表面特征及其他期望属性。然后可以使用CAD软件或其他设计工具来设计切割引导件，其具有与骨的精确表面区域对准和配合的表面。切割引导件将优选地包括一个或多个通道，其引导切割工具更容易地产生期望的骨表面重整。在准备切割引导件和期望表面重整构造的CAD模型之后，产生物理实施例，诸如切割装置200，其中，内骨配合表面204被构造成对应于股骨头101的撞击区域102并特别地与之配合，并且切割通道和上表面定制性地构造有用于引导切割工具的横向引导件和深度引导件，最终制备导致期望表面构造的骨切口。期望的表面构造允许股骨头(或其他相关骨)在没有撞击的情况下在相邻关节内延伸并旋转。
特别地，如所示，通道212具有多个横向延伸通道212a-212e，其在具有通道轴线203的平面中延伸。通道轴线203大体上在套环的纵轴线201上方延伸并与之平行。具有其多个内部通道212a-212e的通道212从而允许切割工具沿着平面对骨的表面进行铣削、去毛刺或修整，所述平面沿着套环的纵轴线201平行地延伸。此外，内部通道212a-212e沿着通道轴线203通过通道212来回延伸，从而允许技术人员或外科医生沿着通道轴线203在通道内施加铣削工具。这允许横向地沿着骨表面在两个维度上进行骨的铣削或去毛刺或其他表面重整。
切割装置还构造有用于切割工具的深度引导件。图3描绘了被配合到股骨颈和股骨头101的切割装置200以及切割工具250，切割工具250具有在远侧尖端上的铣削头252和转动铣削头的轴254。可以通过压配合相互作用将切割装置200固定到股骨颈和头，在压配合相互作用中，装置200卡扣到骨上并保持固定到骨，或者装置200可以包括锚定孔，通过该锚定孔，销被放置到骨中以将该装置固定到骨。如所示，切割装置的上边界表面210从近端210a向远端210b倾斜。上边界表面210构造有股骨头101的期望表面重整构造的相同轮廓、形状及其他特征。在使用中，通过经由进入端口216插入头252和轴254且然后使其在通道内前进而将切割工具250插入通道212内。上边界表面210的斜坡(及其轮廓和其他特征)提供用于切割工具的深度引导件，使得当通过通道212a-212e时，切割引导件也将随着其从近端通过至远端而竖直地向上或向下移动，从而根据上边界表面210使尖端252延伸到更深或更浅，使得当铣削过程完成且切割装置被去除时，经表面重整的骨的斜坡、轮廓及其他特征将匹配或至少密切地近似上边界表面210的斜坡、轮廓以及表面特征。因此，与切割引导件200的横向延伸通道212a-212e一起，上边界表面210的斜坡和轮廓提供用于切割工具的组合的横向引导件和深度引导件，以获得骨表面的更精确修改。
还可以执行附加的期间的或其他的骨处理步骤。图4描绘了切割装置已被去除之后的经切除股骨100。如所示，多个残迹220被留在股骨头101的骨表面中。那些残迹220散置在对应于通道212a-212e的多个空隙222之间。随着铣削工具或去毛刺工具通过通道212，所去除的骨被消除，留下空隙222，而未切割骨的部分220仍留在通道之间的区域中。在去除套环200之后，操作员可以使用后续去毛刺或铣削工具来消除残迹220。同样如图4中所示，在去除残迹220之后，在骨中留下倾斜表面224(阴影线)。此倾斜表面对应于上边界表面210的倾斜和轮廓设置，如上文所讨论的。
图5A-5B描绘了切割装置300的替代实施例，其在意图被铣削或去毛刺的区域107周围被配合到股骨106以对骨进行表面重整。切割装置300包括内骨配合表面302(例如通过病人匹配过程形成)，内骨配合表面302具有多个区域，多个区域具有对应于区域107中的股骨106上的各表面特征的特性。切割装置300还包括侧壁311和上表面壁303，上表面壁303具有通向通道304的进入端口，去毛刺或铣削工具310被插入进入端口内。
切割装置300具有纵轴线301。通道304还具有通道轴线305，通道轴线305位于大体上包括装置300的纵轴线301的平面中。在使用中，铣削工具310的远侧尖端314沿着轴线305在通道304内延伸以对骨表面进行铣削或去毛刺。该工具沿着纵向和横向两个方向在由通道产生的边界内自由地移动。
图5B分别用箭头X和Y图示出纵向和横向方向，并且通道304内的铣削或去毛刺允许宽的二维范围，将在所述宽的二维范围内对骨进行雕刻。凸缘被设置在通道304内以在其支撑臂312a-312c到达凸缘306时(或者当圆盘形支撑表面322抵靠着凸缘306时)停止工具310的深度穿透。因此，凸缘提供用于表面重整过程的深度引导件，而通道304提供用于表面重整过程的横向引导件。还可以使用替代的支撑臂构造，包括图5B中所示的圆盘322。此三维切割装置(其是病人匹配的)因此提供深度和横向对准能力以促进获得更精确地雕刻或表面重整的骨。如所示，提供了多个销孔318a-318d以将切割装置锚定到骨。
可以在允许病人骨的定制性表面重整的套件或外科手术系统中提供上述切割装置。在某些实施方式中，套件和系统包括多个切割装置。如图6A-6B中所示，切割引导系统400包括第一切割装置402和第二切割装置404，其可以包括上述切割装置中的一个或多个。切割引导系统400还包括内表面401，其是病人匹配的以对应于要表面重整的骨的表面并精确地与之配合。可以将铣削工具分别插入切割装置的开口410和412内以便进行更复杂的骨准备。根据需要，可以提供具有不同铣削形状和深度的多个这种装置。
图7描绘了具有堆叠在一起的多个装置432和434的切割引导系统430的实施方式，上装置434被构造成座置在下装置432内。下装置432通过锚定孔435a和435b被锚定到股骨头101(股骨的远端)或另一适当骨表面。上切割装置434然后被座置在下装置432的开口442内。特别地，上装置434的挡板446搁在下装置432的凸边448上，并且上装置的延伸部分450与下装置的延伸部分452对准。此布置使上装置434的开口444与下装置432的开口442对准。然后可以使切割工具460延伸通过开口444和442，以从股骨头的期望部分铣削第一层骨。第一层的铣削将受到开口444的尺寸和上装置434的深度的限制。特别地，铣削可以进行至切割工具460的圆盘462到达上装置434的上边界表面438为止，切割工具460的远侧尖端464刺入骨中并在开口444的边界内横向地延伸。在铣削此第一层之后，上装置434被去除，并且铣削继续至第二层。第二层被类似地铣削，即在开口442内横向地铣削并竖直地铣削直至圆盘462到达下装置432的上表面436。开口442横向地宽于开口434，并且位于骨内的第二铣削表面与开口442的横向周界匹配。可以根据上文参考图2A-2E所讨论的所得到的表面重整骨区域中所期望的表面特性来使下装置432的上表面436倾斜或渐缩、轮廓化以及以其它方式成形。
在某些实施方式中，堆叠的装置被构造成在装置被去除并且所提供的开口较宽时减少过度去毛刺。例如，在图7中，上装置434的去除在下装置432中留下宽开口442，并且如果工具被放置在开口442的中心，则切割工具460的深度不受限制，因为圆盘462未宽到足以接触装置432的上表面436。为了防止切割工具460过深地前进至开口442的中心中，可以提供具有与上装置434中的开口444的形状匹配的形状的插入件以覆盖通过开口444被铣削的骨的部分。该插入件被销接到骨中，并且然后上装置434被去除。在插入件就位的情况下，只有通过较宽开口442被铣削的骨被暴露，并且圆盘462能接触插入件和上表面436两者以避免使切割工具460向骨中前进超过期望的深度。
图8描绘了设置在切割装置432内的切割工具460的剖面图。特别地，切割工具460具有延伸到切割装置432的深度432a的光滑轴466以及向骨中延伸至预定深度470的切割毛刺部464。可以根据需要来确定骨的预定深度。例如，可以根据需要来确定骨的深度以去除撞击表面，或者可以根据需要确定骨的深度以提供植入物以与表面重整骨或已从其去除软骨的骨配合。可以在膝、髋、肩或其他骨切除过程中完成用于产生植入物位置的更精确铣削和去毛刺。在那些情况下，可以将骨几何结构形成为使得区域472根据需要被结构化以接收植入物。
如所示，装置432和骨468沿着符合界面502配合。该装置被根据病人匹配技术准备，使得装置和骨界面502尽可能精确，从而提供用于切割工具460的更紧密且更准确的对准部位。
图9A-9C描绘了病人匹配切割引导系统的其他实施方式，该病人匹配切割引导系统能够被调整以改变铣削或去毛刺工具的位置和横向延伸范围和深度。特别地，病人匹配切割装置510设置有下表面510a，其构造有具有与骨550的特定表面特征相对应的特性的多个表面区域。如上所述，可以通过病人匹配计算机辅助技术来形成骨和装置之间的界面，使得装置和骨尽可能紧密地配合在一起。切割装置510包括具有上部分512a和下部分512b的开口以及多个垫圈插入件514、516和518，垫圈插入件514、516和518搁在上部分512a内并具有各自的内开口(515、517和519)，该内开口对准在下部分512b之上，形成切割导轨513。切割工具460具有轴466和毛刺切割远侧尖端464。毛刺切割尖端464在图9A中被示为钻入骨550中的缝槽530中。轴466延伸通过导轨513的下部分512b并通过垫圈插入件514、516和518的开口515、517和519。如图9A-9C中所示，毛刺切割构件在被插入骨中时可以沿着方向箭头532和534横向地延伸，以在骨内产生适当的切除区域以用于植入物的后续接收或用于一般性的表面重整。
堆叠的垫圈514、516和518允许外科医生切割缝槽530至受控高度，将难以仅使用切割工具460和切割装置510来切割该受控高度。切割工具460上的圆盘462比切割装置510中的开口的下部分512b的宽度580更窄，并且因此，如果垫圈插入件未被使用，则圆盘462将不会将工具460保持在上边界表面510b的高度处。相反，切割工具460将自由地一直降低到切割装置510中直至圆盘462接触骨550。所得到的切口将比缝槽530中所示的受控高度深得多，并且可能导致严重的难题。垫圈514、516和518用来提供平台，该平台将切割工具460保持在上边界表面510b的期望水平处以允许跨越切割装置510的下部分512b的全宽580以受控高度进行切割。
图9A-9C的系统的垫圈插入件514、516和518能够在导轨513内横向地移动以控制毛刺切割工具460的横向运动。随着切割工具460沿着箭头534的方向横向地移动，轴466接触垫圈514。垫圈514能够自由地横向移动，并且轴466沿着箭头534的方向推动垫圈514，直至轴466接触垫圈516，如图9B中所示。轴466然后沿着箭头534的方向推动垫圈516直至轴466接触垫圈518，垫圈518也被沿着箭头534的方向推动。然后，当垫圈514、516和518接触切割装置510中的开口的侧壁540a时，轴466停止。在此位置上，轴466接触切割装置510的内壁542a，产生切入骨550中的缝槽530的左横向边界。切割工具460然后沿着由图9A中的箭头532所指示的相反方向移动，直至垫圈514、516和518接触相对的侧壁540b并且轴466接触相对的内壁542b。于是，横向切割完成，并且切入骨550中的缝槽530跨越下部分512b的全宽580，并且是均匀的受控高度，因为切割工具460在切割的持续时间内被保持在上边界表面510b的高度处。
在所示的实施方式中，可以根据需要替换和去除以及修改(在其尺寸及其开口的尺寸方面)垫圈构件，以对切割工具的深度和横向延伸范围进行定制。在某些实施方式中，可以使用一个或多个此类垫圈构件来代替切割工具的圆盘462，从而允许切割工具460相对于骨横向地和深度方向地延伸的更多灵活性。
系统和方法提供了允许用简化设备进行骨表面重整程序(诸如铣削或去毛刺)的病人特定切割装置。产生计算机辅助外科手术切割装置，其具有与要修改的病人的骨的表面区域匹配的表面区域。可以提供切割工具，其具有仿形骨配合表面和仿形且病人特定成形的切割引导面，其位于骨配合表面之上的平面中。在切割装置中提供一个或多个通道，并且随着外科医生在通道中移动切割工具(例如，铣削或去毛刺)，该工具根据切割装置的预选切割引导表面及其他表面特征沿着骨的表面横向地切割骨并竖直地切入骨中。在回顾本公开之后，本领域的技术人员将想到变更和修改。可以用本文所述的一个或多个其他特征以任何组合和子组合(包括多个从属的组合和子组合)的方式实现所公开的特征。可以将上文所述和所示的各种特征(包括其任何部件)组合或集成在其他系统中。此外，可以省略或不实施某些特征。
本领域的技术人可发现变更、置换以及修改的示例，并且其可以在不脱离本文公开信息的范围的情况下实现。在本文中引用的所有参考文献被整体地通过引用结合到本文中并形成本申请的一部分。

Claims (30)

1.一种用于引导骨的表面的修改的切割装置，包括：
外壳，所述外壳具有纵轴线、套环和多个壁，所述套环具有远端、近端以及沿着所述纵轴线设置的骨配合内表面，所述多个壁在所述套环之上延伸；
多个表面区域，所述多个表面区域设置在所述骨配合表面上，所述多个表面区域具有对应于所述骨上的各表面特征的多个表面特性；
切割引导件，所述切割引导件具有在基本上与所述纵轴线平行的平面中在所述多个壁之间延伸的通道；以及
进入端口，所述进入端口沿着所述壁中的至少一个的表面设置，切割工具通过所述进入端口以进入所述通道。
2.权利要求1的装置，其中，所述套环具有从所述套环的近端延伸至远端的底部开口。
3.权利要求1的装置，其中，所述多个壁具有上边界壁，所述上边界壁具有被确定轮廓以与预选骨表面匹配的表面。
4.权利要求3的装置，其中，所述上边界表面从所述外壳的近端向所述外壳的远端倾斜。
5.权利要求1-4中的任一项的装置，其中，所述通道具有多个横向延伸通道。
6.权利要求5的装置，其中，所述上边界的表面具有使所述多个通道暴露的开口。
7.权利要求1-4中的任一项的装置，其中，所述进入端口形成在所述上边界中。
8.权利要求1-4的装置，其中，所述骨配合表面具有与所述骨的对应表面特征匹配的预成形轮廓。
9.权利要求1-4中的任一项的装置，包括设置在所述进入端口之下并延伸到所述通道中的凸缘。
10.权利要求1-4中的任一项的装置，包括第一切割引导件和第二切割引导件，所述第一切割引导件形成用于切割工具的二维横向边界，所述第二切割引导件形成用于所述切割工具的深度边界。
11.权利要求1-4中的任一项的装置，包括设置在所述通道内的多个垫圈插入件。
12.权利要求11的装置，其中，每个垫圈插入件具有与所述通道内部的另一垫圈开口对准的垫圈开口。
13.权利要求1-4中的任一项的装置，包括设置在所述外壳中的多个锚定孔。
14.一种用于修改骨表面的系统，包括根据权利要求1-4中的任一项的切割装置。
15.权利要求14的系统，包括所选骨表面的预形成图像和切割工具，所述切割工具具有配合在所述通道内的一部分。
16.权利要求15的系统，包括多个装置，所述多个装置中的第一个具有带有第一深度的槽，并且所述多个装置中的第二个具有带有不同于第一深度的第二深度的槽。
17.权利要求16的系统，其中，所述多个装置中的第一个配合在所述多个装置中的第二个的第二槽内。
18.权利要求15的系统，包括多个垫圈插入件，每个垫圈插入件具有垫圈开口，所述插入件被确定尺寸并构造成配合在所述通道内，并且每个垫圈开口接收所述切割工具的一部分。
19.权利要求15的系统，其中，所述切割工具具有第一深度，并且所述槽具有与所述第一深度基本相同的深度。
20.权利要求15中的任一项的系统，其中，所述切割工具具有旋转尖端。
21.一种修改骨表面的方法，包括：
提供骨的表面的图像，所述图像识别包括骨上的轮廓、斜坡或标志中的一个或多个的表面特性；
识别要从所述骨去除的骨表面的区域；
使用所述图像来产生切割引导件，所述切割引导件具有通道和内表面，所述内表面具有多个表面特征，每个表面特征对应于所述图像上的表面特性；
通过使所述表面特征与对应的表面特性对准直至所述通道搁置在上面并基本延伸到要去除区域而将所述切割引导件施加到所述骨；以及
通过所述通道插入切割工具以与所述区域接触。
22.一种切除骨的方法，包括：
准备具有骨接触内表面和上表面的切割引导件，所述骨接触内表面具有被构造成在切割所述骨之前与存在于所述骨上的对应表面特性匹配的一个或多个特征，所述上表面具有对应于期望骨表面构造的仿形构造；
将所述切割引导件施加到所述骨表面，从而使所述一个或多个特征与各自的表面特性匹配；以及
使所述切割工具沿着仿形上表面在所述切割引导件内延伸以根据期望骨表面构造来切割被撞击骨表面。
23.权利要求22的方法，包括步骤：使所述切割工具在所述引导件的通道内通过。
24.权利要求23的方法，包括步骤：将可去除垫圈安装在所述通道内。
25.权利要求23-24中的任一项的方法，包括步骤：使所述切割工具在所述通道内沿着所述骨的表面横向地移动。
26.权利要求23-24中的任一项的方法，包括步骤：使所述切割工具沿着所述上表面的斜坡在所述通道内竖直地移动。
27.权利要求22-24中的任一项的方法，包括步骤：在切割所述骨的同时使切割工具的凸缘撑靠所述切割引导件的表面。
28.权利要求23-24中的任一项的方法，包括步骤：通过所述通道对骨表面进行铣削或去毛刺。
29.权利要求22-24中的任一项的方法，其中，所述上表面与所述内表面间隔开。
30.权利要求23-24中的任一项的方法，包括步骤：使垫圈在所述通道内移动。
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