CN103705287B - 髌骨试验器械 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整形外科器械，其包括髌骨试验件和钻导向器，所述髌骨试验件和钻导向器可用于执行髌股关节的外科试验以及引导外科医生在患者的髌骨中钻许多锚定孔。
Description
交叉引用
交叉引用下列文献中的每一篇：Jennifer B. Clever等人的名称为“ORTHOPAEDICSURGICAL INSTRUMENT ASSEMBLY FOR IMPLANTING A PROSTHETIC PATELLA COMPONENT”的共同未决的美国专利申请序列号XX/XXX,XXX（代理人案卷号265280-221030，DEP6595USNP）；Jennifer B. Clever等人的名称为“PATELLA DRILL GUIDE AND TRIALSURGICAL INSTRUMENT”的共同未决的美国专利申请序列号XX/XXX,XXX（代理人案卷号265280-222652，DEP6612USNP）；和Jennifer B. Clever等人的名称为“METHOD FORSURGICALLY IMPLANTING A PROSTHETIC PATELLA COMPONENT”的共同未决的美国专利申请序列号XX/XXX,XXX（代理人案卷号265280-222653，DEP6613USNP）。这些共同未决的专利申请中的每一者均转让给与本申请相同的受让人，与本文同一天提交，并据此以引用方式并入。
技术领域
本公开一般涉及整形外科器械，并且更具体地涉及髌骨外科器械。
背景技术
关节成形术是一种熟知的外科手术，通过所述手术来利用假体关节置换患病的和/或损伤的自然关节。典型的膝关节假体包括胫骨托、股骨部件、和定位在所述胫骨托和所述股骨部件之间的聚合物插入件或支承件。在某些情况下，膝关节假体还可包括假体髌骨部件，其固定到患者的经外科手术准备的髌骨的后侧。为了将所述假体部件固定到髌骨，整形外科医生可切除患者的自然髌骨的后侧，以使自然髌骨准备好容纳假体部件。在使用中，在患者的膝关节伸展和弯曲的过程中，髌骨假体部件与股骨部件一起作关节运动。
发明内容
根据一个方面，髌骨钻导向器和试验器械包括后试验支承表面，所述后试验支承表面被配置成与假体股骨部件的髁表面作关节运动。所述后试验支承表面具有弯曲峰表面，所述峰表面限定髌骨钻导向器和试验器械的最后侧表面。所述髌骨钻导向器和试验器械还包括前表面，所述前表面具有从其向外延伸的许多刺突和许多钻导向孔，所述钻导向孔从所述后试验支承表面至所述前表面延伸穿过所述髌骨钻导向器和试验器械。所述髌骨钻导向器和试验器械还包括对齐镗孔，所述对齐镗孔从所述后试验支承表面至所述前表面延伸穿过所述髌骨钻导向器和试验器械。
在一个实施例中，所述对齐镗孔具有不同于所述许多钻导向孔的直径。在一个具体实施例中，所述对齐镗孔具有小于所述许多钻导向孔的直径。
弯曲峰表面的末端可限定髌骨钻导向器和试验器械的最后侧点，其中所述对齐镗孔形成于弯曲峰表面的末端中。
所述许多钻导向孔可具体化为沉镗孔。
根据另一个方面，髌骨钻导向器和试验器械包括后试验支承表面，所述后试验支承表面被配置成与假体股骨部件的髁表面作关节运动。所述后试验支承表面包括具有末端的弯曲峰表面，所述末端限定髌骨钻导向器和试验器械的最后侧点。所述髌骨钻导向器和试验器械还可包括前表面，所述前表面具有从其向外延伸的许多刺突和许多钻导向孔，所述钻导向孔从所述后试验支承表面至所述前表面延伸穿过所述髌骨钻导向器和试验器械。所述髌骨钻导向器和试验器械还可包括对齐镗孔，所述对齐镗孔形成于弯曲峰表面的末端中并穿过髌骨钻导向器和试验器械延伸至前表面。
在一个实施例中，所述对齐镗孔具有不同于所述许多钻导向孔的直径。在一个具体实施例中，所述对齐镗孔具有小于所述许多钻导向孔的直径。
所述许多钻导向孔可具体化为沉镗孔。
根据另一个方面，一种对患者的髌骨执行整形外科手术的方法包括：在患者的髌骨的顶点中形成孔，以及在患者的髌骨的顶点中形成孔以后，切除患者的髌骨，以产生大致平面的经切除的髌骨表面。然后可将钻导向器（其具有形成于其中的对齐镗孔）定位在经切除的髌骨表面上，使得钻导向器的对齐镗孔与形成于患者的髌骨中的孔对齐。
通过在患者的髌骨的顶点中钻孔，可在患者的髌骨的顶点中形成所述孔。
可使钻头穿过形成于钻导向器中的许多导向孔推进并且进入经切除的髌骨表面中，以便在患者的髌骨中钻出许多锚定孔。然后可从经切除的髌骨表面移除钻导向器，并将髌骨部件的许多锚定栓插入锚定孔中。
可如下将钻导向器定位在经切除的髌骨表面上：穿过对齐镗孔观察形成于患者的髌骨中的孔，以及使钻导向器对齐，使得所述对齐镗孔与形成于患者的髌骨中的孔对齐。
可在患者的髌骨中将形成于患者的髌骨中的孔钻至预定的深度，并且被切除的髌骨的厚度小于所述预定深度，使得所钻出的孔在经切除的髌骨表面上为可见的。
可用定位在患者的髌骨上的钻导向器试验髌股关节，并且在试验髌股关节以后，可使钻穿过形成于钻导向器中的许多导向孔推进并且进入经切除的髌骨表面中，以便在患者的髌骨中钻出许多锚定孔。
附图说明
详细描述具体地参考以下附图，其中：
图1是整形外科器械组件的透视图，其显示了固定到可移除的夹具的髌骨钻导向器和试验器械；
图2是图1的整形外科器械组件的髌骨钻导向器和试验器械的放大透视图；
图3是图2的髌骨钻导向器和试验器械的底部正视图；
图4是图2的髌骨钻导向器和试验器械的顶部正视图；
图5是图2的髌骨钻导向器和试验器械的侧正视图；
图6是沿着图7的线6-6截取的髌骨钻导向器和试验器械的横截面图，沿箭头的方向观察；
图7是髌骨钻导向器和试验器械的侧正视图，其显示了器械的连接件；
图8是沿着图3的线8-8截取的髌骨钻导向器和试验器械的横截面图，沿箭头的方向观察；
图9是图1的整形外科器械组件的侧正视图；
图10是图1的整形外科器械组件的可移除的夹具的连接件的放大的局部透视图；
图11是显示固定到可移除的夹具的髌骨钻导向器和试验器械的局部顶部正视图；
图12是显示固定到可移除的夹具的压缩承窝的局部透视图；
图13是压缩承窝的透视图；
图14是压缩承窝的侧正视图；
图15是对齐柄部的透视图；
图16是显示固定到髌骨钻导向器和试验器械的对齐柄部的透视图；
图17是类似于图1的视图，但其显示了解剖学髌骨钻导向器和试验器械；
图18是改进的穹顶髌骨部件的顶透视图，所述穹顶髌骨部件可利用本文所述的器械和方法植入；
图19是图18的改进的穹顶髌骨部件的底部透视图；
图20是患者的膝关节的前视图；
图21是患者的膝关节的侧视图；
图22是外科手术视图，其显示了将对齐孔钻入患者的自然髌骨的顶点中；
图23和图24是外科手术视图，其显示了患者的髌骨的大致平面的经外科手术切除的髌骨表面；
图25是外科手术视图，其显示了髌骨钻导向器和试验器械14在患者的髌骨的经外科手术切除的髌骨表面之上的对齐；
图26是外科手术视图，其显示了将髌骨钻导向器和试验器械14安装在患者的髌骨的经外科手术切除的髌骨表面上；
图27是外科手术视图，其显示了已将髌骨钻导向器和试验器械14安装患者的髌骨的经外科手术切除的髌骨表面上；
图28和图29是外科手术视图，其显示了在髌股关节试验过程中使用对齐柄部来评估髌骨钻导向器和试验器械14的旋转定位；
图30是外科手术视图，其显示了穿过髌骨钻导向器和试验器械14的导向孔将锚定孔钻入患者的髌骨中；
图31是类似于图24的视图，但其显示了已在患者的髌骨中钻出的锚定孔；并且
图32显示了在骨粘固剂聚合过程中用于将髌骨部件与患者的髌骨夹在一起的髌骨夹具和压缩承窝。
具体实施方式
尽管易于对本公开的概念作出各种修改形式和替代形式，其具体的示例性实施例已通过举例方式示出于附图中并且将在本文中详细地描述。然而，应当理解，无意将本公开的概念限于所公开的特定形式，而是相反，旨在涵盖落入所附权利要求限定的本发明的实质和范围内的所有修改形式、等效方案和替代方案。
在本文中提及整形外科植入物和外科器械时以及提及患者的自然解剖结构时，可在本说明书中使用代表解剖学参照的术语，诸如前、后、内、外、上、下等等。这样的术语在解剖学研究和整形外科领域中具有被充分理解的含义。这样的解剖学参照术语在说明书和权利要求书中的使用旨在与它们的被充分理解的含义相一致，除非另外指出。
参见图1，整形外科器械组件10包括可移除的髌骨夹具12和配置成固定到所述髌骨夹具12的髌骨钻导向器和试验器械14。如下文更详细地描述的，器械组件10用于通过外科手术来准备患者的髌骨16，以用于植入假体髌骨部件18（参见图18和图19）。为此，可将髌骨钻导向器和试验器械14用作试验髌股关节的试验器械以及用作在患者的髌骨16的平面状经切除的后表面中钻出锚定孔的钻导向器。外科医生还可使用髌骨钻导向器和试验器械14以对适合与特定患者的髌骨一起使用的髌骨假体部件进行尺寸设定和选择。
如图1所示，器械组件10的髌骨夹具12包括一对杠杆20, 22，所述杠杆利用枢轴销24枢连在一起。杠杆20的近端包括上柄部26，其中杠杆20的远端具有保持承窝28。杠杆22的近端包括下柄部30，其中杠杆22的远端具有连接件32（参见图10）。杠杆22为模块化设计的，其在于连接件32未与下柄部30形成为一体。连接件32的近端34捕获于狭槽36中，所述狭槽形成于圆柱形外壳38中。如图9所示，连接件32的近端34在圆柱形外壳38内联接到下柄部30的远端40，使得当连接件32在圆柱形外壳38内向上和向下平移时其保持与杠杆20的远端42基本上平行的关系。压缩弹簧44（参见图9）定位于圆柱形外壳38中，并在连接件32的近端34上施加弹簧偏压，以便沿远离保持承窝28的方向推动连接件32。
当外科医生挤压或换句话讲推动两个柄部26, 30朝向彼此时，杠杆20, 22围绕销24枢转，由此使得连接件32和保持承窝28朝向彼此运动。当外科医生释放两个柄部26, 30时，压缩弹簧44的弹簧偏压推动连接件32远离保持承窝28，由此使得杠杆20, 22围绕销24枢转，以便使两个柄部26, 30远离彼此运动。
如在图9中可见，杠杆22具有形成于其中的许多棘轮齿46。按钮48固定到杠杆20，靠近其上柄部26。按钮48接合锁定爪50，使得通过在朝向圆柱形外壳38的方向滑动按钮48，使锁定爪50运动成与棘轮齿46接合，并且通过沿相反方向滑动按钮48，使锁定爪50与棘轮齿46脱离。当锁定爪50接合棘轮齿46时，髌骨夹具12的杠杆20, 22被锁定，并因此防止相对于彼此运动。当锁定爪50与棘轮齿46脱离时，髌骨夹具12的杠杆20, 22可自由地相对于彼此运动。
如在图1中可见，在本文描述的示例性实施例中，夹具的保持承窝28具体化为环58，所述环具有从其向外延伸的许多刺突60。当将器械14固定到夹具12时，刺突60面向髌骨钻导向器和试验器械14的许多刺突。在此类布置中，夹具的刺突60与髌骨钻导向器和试验器械14的刺突协作，以将髌骨16捕获在其间。
髌骨夹具12可由医用级金属诸如不锈钢、钴铬或钛等构成，尽管也可使用其它金属或合金。
现在参见图2-8，更详细地显示了髌骨钻导向器和试验器械14。如上文所提及的，在将假体髌骨部件18植入患者的经外科手术准备的髌骨16中的外科手术过程中，使用髌骨钻导向器和试验器械14进行配合评估。一般而言，使用髌骨钻导向器和试验器械14来确保最终的髌骨部件18的适当尺寸选择（即，最终植入患者的髌骨16中的髌骨部件18）。如下文将更详细地讨论的，髌骨钻导向器和试验器械14还充当用于引导钻头的钻导向器，所述钻头用于在患者的经外科手术准备的髌骨16中钻出锚定孔，以容纳髌骨部件18的锚定栓（参见图30）。
如图2、图5、图7和图8所示，髌骨钻导向器和试验器械14包括弯曲峰表面形式的后试验支承表面52，其被配置成与假体股骨部件154的髁表面作关节运动（参见图28和图29）。具体地，髌骨钻导向器和试验器械14的后试验支承表面52包括外侧试验关节面54和内侧试验关节面56。所述试验关节面54, 56被配置成分别与股骨部件154的外侧髁表面172和内侧髁表面174接合。所述股骨部件154被配置成模拟患者的自然股骨髁的构型，并且同样地，以模仿自然股骨的髁的方式来配置（例如，弯曲）外侧髁表面172和内侧髁表面174。外侧髁表面172和内侧髁表面174彼此间隔开，由此在二者之间限定滑车沟槽176。
如在图3、图5、图7和图8中可见，髌骨钻导向器和试验器械14还包括平坦的前表面62，所述平坦的前表面具有远离其向前延伸的许多固定构件，诸如刺突64。所述刺突64被配置成插入患者的自然髌骨（未示出）的通过外科手术准备的后表面。以这样的方式，髌骨钻导向器和试验器械14的后试验支承表面52面向股骨部件154，由此在髌股试验操作中在患者的膝弯曲和伸展过程中允许后试验支承表面52与股骨髁表面172, 174作关节运动。
如图3、图5、图7和图8所示，在本文描述的示例性实施例中，髌骨钻导向器和试验器械14的刺突64包括在上/下方向位于中心的中心刺突66。这在图3中进行了几何学显示，其中假想线72在上/下方向将髌骨钻导向器和试验器械14的前表面62对分。可以看出，中心刺突66的中心位于假想线72上，由此在上/下方向确定中心刺突66为中心。髌骨钻导向器和试验器械14的刺突64还包括一对周边刺突68, 70。如在图3中可见，周边刺突68的中心位于髌骨钻导向器和试验器械14的前表面62的上半部（即，它位于假想线72以上），另一个周边刺突70位于髌骨钻导向器和试验器械14的前表面62的下半部（即，它位于假想线72以下）。
如在图3中可见，在本文描述的示例性实施例中，每个刺突64位于髌骨钻导向器和试验器械14的前表面62的内侧。具体地，中心刺突66和周边刺突68, 70中的每一个各自的中心位于髌骨钻导向器和试验器械14的前表面62的内侧一半。这在图3中进行了几何学显示，其中假想线74在内侧/外侧方向将髌骨钻导向器和试验器械14的前表面62对分。中心刺突66和一对周边刺突68, 70中的每一个的中心位于假想线74的内侧（即，位于假想线74和髌骨钻导向器和试验器械14的最内侧边缘之间）。刺突64的这样的内侧定位允许固定到通常存在于髌骨16的内侧上的硬度更低的（即，更软的）骨组织。
如在图5、图7和图8中可见，中心刺突66比周边刺突68, 70两者都长。以这样的方式，可实现髌骨钻导向器和试验器械14的旋转定位，然后将它以其最终位置固定在患者的髌骨16的经切除的后表面上。具体地，如下文将更详细地描述的，外科医生可首先将中心刺突66的末端插入患者的髌骨16的经切除的后表面，然后通过使它围绕由中心刺突66限定的中心轴线相对于患者的髌骨16的经切除的后表面旋转而改变髌骨钻导向器和试验器械14的旋转定位。一旦已经将髌骨钻导向器和试验器械14旋转至期望的对齐位置，则可以将器械14压入患者的髌骨16的经切除的后表面，使得周边刺突68, 70接合经切除的髌骨表面的骨组织，由此防止进一步旋转并将髌骨钻导向器和试验器械14保持在其相对于患者的髌骨16的经切除的后表面而言期望的旋转位置。
所述髌骨钻导向器和试验器械的主体具有形成于其中的许多钻导向孔76。所述钻导向孔76延伸穿过髌骨钻导向器和试验器械的主体的整个厚度。也就是说，钻导向孔76的后端部78通入髌骨钻导向器和试验器械14的后试验支承表面52中，其中钻导向孔76的相对前端部80通入器械的前表面62中。所述导向孔76充当用于引导钻头84的钻导向器，所述钻头84用于在患者的经外科手术准备的髌骨16中钻出锚定孔180，以容纳髌骨部件18的锚定栓（参见图30和图31）。这样，每个钻导向孔76的尺寸和位置与髌骨部件18的锚定栓182的尺寸和位置一致（参见图19）。
如在图2、图4和图8中最佳地可见，在本文描述的示例性实施例中，对每个钻导向孔76扩孔。这样，钻导向孔76在它们的后端78处的直径大于在它们的前端80处的直径，由此在二者之间限定肩部82。所述肩部82充当深度止挡件，以确保用于在患者的髌骨16中钻出锚定孔182的外科钻头84钻至期望的深度。具体地，如在图30中可见，用于在患者的髌骨16中钻出锚定孔的外科钻头84包括环形轴环86，所述环形轴环定位在钻头的切槽88的上端。在使用过程中，钻头84可穿过钻导向孔76之一推进并进入患者的髌骨16的骨组织中，直到轴环86的下表面降至最低点或以其它方式接合经扩孔的导向孔76的肩部82。
如在图1-3中最佳所示，髌骨钻导向器和试验器械14具有形成于其中的对齐镗孔90。像钻导向孔76一样，对齐镗孔90延伸穿过髌骨钻导向器和试验器械的主体的整个厚度。也就是说，对齐镗孔90的后端部92通入髌骨钻导向器和试验器械14的后试验支承表面52中，而对齐镗孔90的相对前端部94通入器械的连接件的槽102中。
对齐镗孔90充当视觉对齐引导件，其允许外科医生在切除髌骨16之前将髌骨钻导向器和试验器械14的顶点与患者的自然髌骨16的顶点的先前位置对齐。具体地，后试验表面52的弯曲峰表面的末端96限定髌骨钻导向器和试验器械14的最后侧点98。所述对齐镗孔形成于（即通入）后试验表面52的末端96。如下文将更详细地描述的，外科医生可在切除患者的自然髌骨16之前在它的顶点中形成（例如，钻）孔。将所述孔钻至比在髌骨切除术中要除去的骨的厚度更深的深度。这样，在骨除去以后，在平面状的经外科手术切除的髌骨表面中仍然可见浅孔或凹口。外科医生可将对齐镗孔90与髌骨中的该残留孔对齐，以将髌骨钻导向器和试验器械14的顶点与患者的自然髌骨16的顶点的先前位置对齐。
如在图2-4和图6中可见，对齐镗孔90具有的直径小于每个钻导向孔76的直径。以这样的方式，外科钻头84不会疏忽地穿过对齐镗孔90。
如上文所提及的，可将髌骨钻导向器和试验器械14选择性地固定到可移除的髌骨夹具12。在这方面，髌骨钻导向器和试验器械14包括凹形连接件几何形状，其被配置成容纳髌骨夹具12的连接件32的凸形几何形状（参见图10）。具体地，髌骨钻导向器和试验器械14的主体具有形成于其中的连接狭槽102。如在图7和图8中可见，连接狭槽102定位在后试验支承表面52和前表面62之间。连接狭槽102的形状和尺寸设定成容纳髌骨夹具的连接件32的连接舌104。如在图10和图11中可见，连接舌104包括末端106，所述末端从连接件32的主体的圆形表面向外延伸。如在图6中可见，髌骨钻导向器和试验器械14的连接狭槽102具有类似的形状，其包括末端凹槽108，所述末端凹槽的尺寸和形状设定成容纳髌骨夹具的连接舌104的末端106。
如在图6和图8中可见，限定连接狭槽102的上表面的上侧壁110具有限定于其中的锁定凹槽112。在本文描述的示例性实施例中，锁定凹槽112通常是半球形形状。所述锁定凹槽112的尺寸和位置设定成容纳髌骨夹具的连接件32的锁定机构，以将髌骨夹具12固定到髌骨钻导向器和试验器械14。在一个实施例中，所述锁定机构具体化为偏压柱塞，所述偏压柱塞定位髌骨夹具的连接舌104的末端106上。在一个具体实施例中，所述偏压柱塞可具体化为弹簧偏压的球柱塞114。当髌骨夹具的连接件32插入连接狭槽中时，所述球柱塞114由上侧壁110克服其弹簧偏压而向下推动，直到它达到这样的位置：球柱塞114通过它的弹簧偏压而运动到锁定凹槽112中。当球柱塞114定位于锁定凹槽112中时，髌骨夹具12被牢固地固定到髌骨钻导向器和试验器械14，直到如下施加足够的力来将所述两个部件拉开：向下推动球柱塞114离开锁定凹槽112，以允许髌骨夹具12与髌骨钻导向器和试验器械14分离。
如在图6中可见，髌骨钻导向器和试验器械14的对齐镗孔90穿过连接狭槽102的末端凹槽108。如上所述，当将髌骨夹具12固定到髌骨钻导向器和试验器械14时，髌骨夹具的连接舌104的末端106定位在连接狭槽102的末端凹槽108中。如图11所示，当如此定位时，髌骨夹具的连接舌104的末端106阻挡对齐镗孔90或换句话讲防止其从其中穿过。更具体地，当髌骨夹具的连接舌104的末端106定位在末端凹槽108中时，防止钻头或其它器械穿过对齐镗孔90。
为了满足给定的患者的解剖结构的需要，可按许多不同的尺寸提供髌骨钻导向器和试验器械14。例如，在本文描述的示例性实施例中，髌骨钻导向器和试验器械14可按5种不同的内侧/外侧长度（例如，29mm、32mm、35mm、38mm和41mm）具体化，以便模仿不同大小的假体髌骨部件18。
在本文描述的示例性实施例中，髌骨钻导向器和试验器械14具体化为用生物相容的金属构成的整体金属体，所述金属允许髌骨钻导向器和试验器械14和股骨部件154之间的光滑接合。这样的生物相容金属的例子包括不锈钢、钴铬或钛，但是可以使用其它金属或合金。所述髌骨钻导向器和试验器械14还可具体化为整体聚合物试验器械。这样，髌骨钻导向器和试验器械14可由任意合适的医用级聚合材料制成。这样的聚合材料的例子包括聚醚醚酮（PEEK）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）或缩醛。在这样的一个实施例中，整体聚合物试验可包括定位于钻导向孔76中的金属插入物（例如，套管）。
如在图12-14中可见，可移除的夹具12还可固定到压缩承窝120。在髌骨部件18在患者的经切除的髌骨16上胶固就位后，所述压缩承窝120可用于保持髌骨部件18上的夹紧压力。所述压缩承窝120包括呈环122形式的基座。所述环122具有固定到其上的环形可压缩的垫子124。所述可压缩的垫子124由可变形的材料构成，并且起下述作用：接合髌骨部件18的后支承表面188，由此当通过使用髌骨夹具12来施加夹紧力时，将所述后支承表面188推向髌骨16。
压缩承窝120包括凹形连接件几何形状，所述凹形连接件几何形状类似于髌骨钻导向器和试验器械14的凹形连接件几何形状，并因此被配置成容纳髌骨夹具12的连接件32的凸形几何形状（参见图12）。具体地，压缩承窝120的环122具有形成于其中的连接狭槽126。如在图13和图14中可见，连接狭槽126的形状和尺寸设定成容纳髌骨夹具的连接件32的连接舌104。如在图12中可见，连接舌104的末端106延伸超过压缩承窝的环122的内部环形壁128，使得弹簧偏压的球柱塞114接合环122的环形壁128，以将夹具12固定到压缩承窝120。具体地，当髌骨夹具的连接件32被插入和穿过压缩承窝的连接狭槽126时，球柱塞114由上侧壁130克服其弹簧偏压而向下推动，直到它离开连接狭槽126进入环的中心，在此时，球柱塞114通过其弹簧偏压而向上运动。当球柱塞114如此定位时，髌骨夹具12牢固地固定到压缩承窝120，直到如下施加足够的力来将所述两个部件拉开：推动球柱塞114向下和向后进入连接狭槽126中，由此允许髌骨夹具12与压缩承窝120分离。
压缩承窝120的环122可具体化为用生物相容的金属（诸如不锈钢、钴铬或钛）构成的整体金属体，但是可使用其它金属或合金。环122还可具体化为用任意合适的医用级聚合材料（诸如聚醚醚酮（PEEK）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）或缩醛）构成的整体聚合物试验器械。可压缩的垫子124可用任意合适的医用级可压缩的材料（诸如有机硅）构成。
如在图15和图16中可见，髌骨钻导向器和试验器械14还可固定到对齐柄部140。对齐柄部140的使用允许外科医生在髌股关节试验过程中评估髌骨钻导向器和试验器械14在与股骨部件154的滑车沟槽接合时的旋转对齐。对齐柄部140包括相对平坦的伸长凸缘142，所述伸长凸缘具有形成于其一端中的连接件144。所述对齐柄部的连接件144与髌骨夹具的连接件32相同，以便以与髌骨夹具12相同的方式与髌骨钻导向器和试验器械14的连接件配合。这样，对齐柄部的连接件144具有包括末端148的连接舌146，所述末端148从连接件144的主体的圆形表面向外延伸。以与髌骨夹具的连接件32的类似结构类似的方式，所述连接舌146及其末端148被容纳在髌骨钻导向器和试验器械14的连接狭槽102中。
同样地，对齐柄部的连接件144包括锁定机构，以将对齐柄部140固定到髌骨钻导向器和试验器械14。在一个实施例中，所述锁定机构具体化为偏压柱塞，所述偏压柱塞定位对齐柄部的连接件144的末端148上。在一个具体实施例中，所述偏压柱塞可具体化为弹簧偏压的球柱塞152。所述球柱塞152可被捕获在髌骨钻导向器和试验器械14的连接狭槽102的锁定凹槽112，从而以与上面关于髌骨夹具12的附接相同的方式，将对齐柄部140牢固地固定到髌骨钻导向器和试验器械14。对齐柄部140通过球柱塞152保持固定到髌骨钻导向器和试验器械14，直到如下施加足够的力来将所述两个部件拉开：向下推动球柱塞152离开锁定凹槽112，以允许对齐柄部140与髌骨钻导向器和试验器械14分离。
现在参见图17，其显示了髌骨钻导向器和试验器械14的另一个实施例。具体地，尽管图1-9的髌骨钻导向器和试验器械14具体化为模仿改进的穹顶髌骨部件的试验器械，但可将髌骨钻导向器和试验器械14具体化以模仿其它类型的髌骨部件。例如，如图17所示，可将髌骨钻导向器和试验器械14具体化以模仿“一致的”或“解剖学的”髌骨部件，所述髌骨部件被设计成符合股骨的髁表面。尽管改进的穹顶髌骨部件允许膝关节假体的髌骨部件和股骨部件之间的更大运动，但解剖学髌骨部件相对于股骨部件受到更多约束。如图17所示，这样的“解剖学”髌骨钻导向器和试验器械14可利用与上文关于“改进的穹顶”髌骨钻导向器和试验器械14所述类似的结构具体化。
现在参见图20-32，其显示了外科手术，其中使用在本文中关于图1-17描述的各种器械通过外科手术来准备患者的髌骨16，以用于植入图19和图20的假体髌骨部件18。所述外科手术开始于外科手术前计划，在所述计划中，除了其它事项以外，可获得CT扫描或其它类型的外科手术前图像，以计划髌骨部件18的放置位置和取向。在外科手术前计划结束后，切开和收拢患者的软组织，以便允许接近膝。通常实现患者的关节的充分暴露，以便除了暴露髌骨16以外，还暴露患者的股骨150和胫骨152（参见图20和图21）。
除了植入髌骨部件18以外，外科手术也用假体股骨部件154置换患者的自然远侧股骨150，并利用胫骨托156和胫骨支承件158置换患者的自然近侧胫骨152（参见图28和图29）。然而，在本文中没有详细描述股骨部件154、胫骨托156和胫骨支承件158的外科手术植入。此外，尽管在图20和图21中显示了髌骨16相对于股骨150和胫骨152的解剖学位置，但为了清楚地进行描述，在其它图（除了图28和图29以外）中将髌骨16显示为从其解剖学位置分离。
如图22所示，在切除患者的髌骨16之前，外科医生首先在髌骨的后表面162的顶点160中形成对齐结构。具体地，外科医生可在进行切除之前用钻头166在患者的自然髌骨16的后表面162的顶点160中钻出孔164。如在图22和图23的对比中可见，将对齐孔164钻至预定深度，所述预定深度比要在髌骨切除术中除去的骨的厚度更深。这样，在骨除去以后，在平面状经外科手术切除的髌骨表面170中仍然可见孔164（或浅凹口，取决于钻的深度）。
一旦已经在患者的自然髌骨16的后表面162中钻出对齐孔164，外科医生然后就可切除患者的自然髌骨16。具体地，外科医生可使用切除导向器（未示出）和骨锯（也未示出）来产生大致平面的经外科手术切除的髌骨表面170，随后将髌骨部件18植入髌骨表面170上。尽管可使用众多不同的器械和方法来切除患者的自然髌骨16，但用于实现该目的的示例性的器械和方法描述于2012年6月26日提交的名称为“Patella Orthopaedic SurgicalMethod”的共同拥有的、共同未决的美国专利申请序列号13/533,607中。
如上面所提及的且如图23和图24所示的，在骨除去以后，在平面状经外科手术切除的髌骨表面170中仍然可见外科医生在切除术之前所钻的对齐孔164。取决于用于形成对齐孔164的钻操作的深度，它可能显示为经外科手术切除的髌骨表面170中的浅凹口。
一旦患者的自然髌骨16的切除术结束后，则外科医生确定要植入经外科手术切除的髌骨表面170上的髌骨部件18的适当尺寸。为此，外科医生使用髌骨钻导向器和试验器械14。具体地，如现在将更详细地描述的，可将髌骨钻导向器和试验器械14固定到患者的经外科手术切除的髌骨表面170，以充当尺寸确定的试验和钻导向器。为此，外科医生选择不同尺寸的髌骨钻导向器和试验器械14中的最初一个，它被外科医生估测为该患者的适当尺寸。如图25和图26所示，外科医生然后将选定的髌骨钻导向器和试验器械14定位在经外科手术切除的髌骨表面170之上，并评估覆盖度。具体地，外科医生首先将选定的髌骨钻导向器和试验器械14的对齐镗孔90与外科医生（在切除术之前）在平面状经外科手术切除的髌骨表面170中所钻的对齐孔164对齐。为此，外科医生穿过器械的对齐镗孔90观察在平面状经外科手术切除的髌骨表面170中所钻的对齐孔164，并调节选定的髌骨钻导向器和试验器械14的位置，使得所钻的对齐孔164和器械的对齐镗孔90彼此对齐。一旦以这样的方式对齐，外科医生然后就可评估选定的髌骨钻导向器和试验器械14的覆盖度。如果外科医生确定选定的髌骨钻导向器和试验器械14不是适当的尺寸，则取下最初的髌骨钻导向器和试验器械14，并选择具有不同尺寸的髌骨钻导向器和试验器械14，在经外科手术切除的髌骨表面170之上对齐，并评估。
一旦已经确定适当尺寸的髌骨钻导向器和试验器械14，外科医生就将髌骨钻导向器和试验器械14固定到经外科手术切除的髌骨表面170。为此，外科医生通过将选定的髌骨钻导向器和试验器械14的对齐镗孔90与在平面状经外科手术切除的髌骨表面170中所钻的对齐孔164对齐，将髌骨钻导向器和试验器械14定位在最终的植入物（即，髌骨部件18）所期望的位置和取向。如此定位后，髌骨钻导向器和试验器械14的刺突64向下面向经外科手术切除的髌骨表面170。如在图26中可见，当在经外科手术切除的髌骨表面170上面对齐时，髌骨钻导向器和试验器械14的周边刺突68, 70相对于髌骨16的中心在内侧定位。
在图26中还可看出，当髌骨钻导向器和试验器械14被推向髌骨16时，中心刺突66（其比周边刺突68, 70长）首先接触经外科手术切除的髌骨表面170。以这样的方式，可实现髌骨钻导向器和试验器械14的旋转定位，然后将它固定到其在经外科手术切除的髌骨表面170上的最终位置。具体地，外科医生可首先将中心刺突66的末端插入患者的髌骨16的经外科手术切除的髌骨表面170中。外科医生然后可如下调节髌骨钻导向器和试验器械14的旋转定位：使它围绕由中心刺突66限定的它的中心轴线相对于经外科手术切除的髌骨表面170而旋转它。
如图27所示，一旦已将髌骨钻导向器和试验器械14旋转至期望的对齐位置，就可将髌骨钻导向器和试验器械14压入经外科手术切除的髌骨表面170，使得周边刺突68, 70接合经外科手术切除的髌骨表面170的骨组织并安置在其中。如此做会防止髌骨钻导向器和试验器械14的进一步旋转，并使它相对于患者的髌骨16的经外科手术切除的髌骨表面170保持在其期望的位置。
应当理解，外科医生可仅通过施加手指压力手工地将髌骨钻导向器和试验器械14压入经外科手术切除的髌骨表面170的骨组织中。然而，在某些情况下，可能必须利用额外的力才能将髌骨钻导向器和试验器械14充分地安置在经外科手术切除的髌骨表面170中。在这样的情况下，外科医生可以将可移除的夹具12安装至髌骨钻导向器和试验器械14，并使用夹具12施加夹紧力，所述夹紧力将器械的刺突64驱入经外科手术切除的髌骨表面170的骨组织中，从而充分地安置髌骨钻导向器和试验器械14。
已经将髌骨钻导向器和试验器械14安装在经外科手术切除的髌骨表面170上以后，外科医生然后可进行髌股关节的试验，以评估尺寸和定位。为此，外科医生首先将对齐柄部140安装至髌骨钻导向器和试验器械14。对齐柄部140的应用允许外科医生在髌股关节试验过程中在髌骨钻导向器和试验器械14接合进股骨部件154的滑车沟槽中的同时评估它的旋转对齐。为了将对齐柄部140固定到髌骨钻导向器和试验器械14，外科医生将柄部的连接件144插入髌骨钻导向器和试验器械14的连接狭槽102中。在这样做时，柄部的球柱塞152被捕获在髌骨钻导向器和试验器械14的连接狭槽102的锁定凹槽112中，以将对齐柄部140牢固地固定到髌骨钻导向器和试验器械14。
一旦安装好对齐柄部140，外科医生然后就可定位髌骨钻导向器和试验器械14，使得它的后试验支承表面52定位成在股骨部件154的股骨髁表面172, 176的滑车沟槽176内作关节运动。外科医生然后可操作患者的腿，以便执行髌股关节的试验关节运动。在这样做时，外科医生可使用对齐柄部140作为髌骨钻导向器和试验器械14在关节运动到股骨部件154的滑车沟槽176中时的旋转对齐的视觉指示器。具体地，如在图28中可见，如果髌骨钻导向器和试验器械14的内侧边缘（即，在其中形成连接狭槽102的边缘）被适当地对齐，对齐柄部140在通常与股骨和胫骨的长轴垂直的方向向外延伸。也就是说，它通常在内侧/外侧方向向外延伸。
然而，如果髌骨钻导向器和试验器械14的旋转定位没有适当地对齐，则对齐柄部以倾斜的角度向外延伸，诸如在图29中所示。也就是说，如果没有适当地对齐，则对齐柄部140在通常不与股骨和胫骨的长轴垂直的方向向外延伸。这样，对齐柄部140通常没有布置在内侧/外侧方向。
基于上述内容，外科医生可在髌股关节的试验接合过程中通过监测对齐柄部140的位置而评估髌骨钻导向器和试验器械14的旋转定位和对齐。如果在试验操作过程中的任何时间，对齐柄部140没有相对于股骨和胫骨的长轴维持在期望的角度（即，它没有通常在内侧/外侧方向延伸），外科医生可对髌骨钻导向器和试验器械14的定位执行校正操作，以改善其旋转定位。
一旦外科医生已经完成髌股关节的试验接合并对髌骨钻导向器和试验器械14的定位作出任何必要的调节，外科医生然后就可在经外科手术切除的髌骨表面170中钻出许多锚定孔180。锚定孔180的尺寸和位置设定成容纳髌骨部件18的锚定栓182（参见图19）。为此，外科医生首先通过使夹具的连接件32进入髌骨钻导向器和试验器械14的连接狭槽102中而将可移除的夹具12固定到髌骨钻导向器和试验器械14。在这样做时，柄部的球柱塞114被捕获在髌骨钻导向器和试验器械14的连接狭槽102的锁定凹槽112中，以将髌骨夹具12牢固地固定到髌骨钻导向器和试验器械14。
外科医生然后将夹具的柄部26, 30朝向彼此挤压，由此使髌骨钻导向器和试验器械14和保持承窝28朝向彼此运动，从而在二者之间夹住髌骨16。由于髌骨16被夹具12固定，因此外科医生现在可钻锚定孔180。为此，外科医生使外科钻头84的旋转末端184进入形成于钻导向孔76之一的后试验支承表面52内的开口中，并穿过髌骨钻导向器和试验器械14，使得它穿过器械的前表面62离开导向孔76，并进入经外科手术切除的髌骨表面170的骨组织中。外科医生继续使钻头84进入髌骨16中，直到钻头的轴环86的下表面降至最低点或以其它方式接合经扩孔的导向孔76的深度止挡件（即，肩部82）。外科医生然后以类似的方式钻出剩余的锚定孔180。
如上所述，每个钻导向孔76的尺寸和位置与髌骨部件18的锚定栓182的尺寸和位置相同（参见图19）。这样，一旦外科医生已经穿过每个导向孔76推进钻机的外科钻头84，经外科手术切除的髌骨表面170就被准备用于植入髌骨部件18，如图31所示。
应当理解，在钻出这样的锚定孔180的过程中，会防止外科医生将钻机的外科钻头84插入髌骨钻导向器和试验器械14的对齐镗孔90中，因为该镗孔的直径小于钻头的直径。此外，如上所述，当髌骨夹具12固定到髌骨钻导向器和试验器械14时，髌骨夹具的连接舌104的末端106定位于器械的连接狭槽102的末端凹槽108。如图11所示，当如此定位时，髌骨夹具的连接舌104的末端106会阻挡对齐镗孔90或以其它方式防止其从其中穿过。这样，不仅用于防止钻锚定孔180的钻头84插入对齐镗孔90中（由于镗孔的更小的直径），而且同样防止其它器械穿过对齐镗孔90到达经外科手术切除的髌骨表面170（由于髌骨夹具的连接舌104的末端106的存在，所述末端106定位于器械的连接狭槽102的末端凹槽108）。
还应当明白，在某些情况下，外科医生可能期望利用髌骨钻导向器和试验器械14来钻锚定孔180，而不使用髌骨夹具12。在这样的情况下，外科医生可能仅仅通过施加手指压力来维持髌骨钻导向器和试验器械14。
现在参见图32，一旦已经在经外科手术切除的髌骨表面170中钻出锚定孔180，则外科医生将适当尺寸的髌骨部件18（即，具有通过如上所述的试验选择的尺寸（即，内侧/外侧长度）的部件18）植入患者的髌骨16中。外科医生可首先将骨粘固剂施加于髌骨部件18的前表面190。然后将髌骨部件16定位在经外科手术切除的髌骨表面170上面，使得该部件的锚定栓182与它们各自的锚定孔180对齐。此后，可推进髌骨部件12，使得锚定栓182被容纳在锚定孔180中，并且前表面190定位成与经外科手术切除的髌骨表面170接触。
然后可通过将夹具的连接件32插入承窝的连接狭槽126中，将可移除的夹具12固定到压缩承窝120。然后可使用压缩承窝120来评估当髌骨部件18在患者的经切除的髌骨16上粘固就位时在髌骨部件18上的夹紧压力。也就是说，在骨粘固剂聚合时，可使用压缩承窝120和夹具12来维持髌骨部件18上的夹紧压力。为此，将压缩承窝120的环形可压缩的垫子124放在髌骨部件18的后支承表面188上面。外科医生然后将夹具的柄部26, 30向彼此挤压，由此使压缩承窝120和保持承窝28朝向彼此运动。在这样的运动过程中，压缩承窝120的可压缩的垫子120推进与髌骨部件16的后支承表面188接触。所述髌骨部件16被安置在可压缩的垫子120的凹陷表面192内并被后者稳定化（参见图14），使得髌骨部件16被牢固地夹至经切除的髌骨16，直到聚合结束且髌骨部件16与其固定。在聚合过程中，外科医生可向前滑动髌骨夹具的按钮48，以将夹具12锁定在其当前位置。
尽管已经在附图和前面的描述中举例说明和描述了本公开，但这样的举例说明和描述应当在性质上视作示例性的而非限制性的，应当理解，仅仅显示和描述了示例性实施例，期望保护落入本公开的实质内的所有变化和改变。
从本文描述的方法、器械和系统的不同特征可衍生出本公开的多个优点。应当指出，本公开的方法、器械和系统的替代实施例可能没有包括所述的全部特征，但是仍然受益于这些特征的至少一些优点。本领域普通技术人员可以容易地设计他们自己的方法、器械和系统的实施方式，其包含本发明的一个或多个特征，并且落入所附权利要求限定的本公开的实质和范围内。
Claims (5)
1.一种髌骨试验器械，包括：
后试验支承表面，所述后试验支承表面被配置成与假体股骨部件的髁表面作关节运动，所述后试验支承表面包括弯曲峰表面，所述弯曲峰表面限定所述髌骨试验器械的最后侧表面，以及
前表面，所述前表面具有从其向外延伸的多个刺突，
其特征在于，所述髌骨试验器械为髌骨钻导向器和试验器械，带有对齐镗孔和多个钻导向孔，所述多个钻导向孔从所述后试验支承表面至所述前表面延伸穿过所述髌骨钻导向器和试验器械，所述对齐镗孔从所述后试验支承表面至所述前表面延伸穿过所述髌骨钻导向器和试验器械。
2.根据权利要求1所述的髌骨试验器械，其中所述对齐镗孔的直径不同于所述多个钻导向孔的直径。
3.根据权利要求1所述的髌骨试验器械，其中所述对齐镗孔的直径小于所述多个钻导向孔的直径。
4.根据权利要求1所述的髌骨试验器械，其中：
所述弯曲峰表面的末端限定所述髌骨钻导向器和试验器械的最后侧点，并且
所述对齐镗孔形成于所述弯曲峰表面的末端中。
5.根据权利要求1所述的髌骨试验器械，其中所述多个钻导向孔为沉镗孔。
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