CN107427309B - 用于执行手术的系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种执行手术的系统和方法。该手术可包括制备一个或多个骨头，用于假体植入。本方法可包括向使用者提供用于利用被确定的器械执行手术的命令。命令可被提供用于可调节器械的设置。

Description

用于执行手术的系统
相关申请
本申请要求于2015年1月12日提交的美国专利申请序列 No.14/594,409的优先权，该申请的内容被整体以引用方式并入本文。
技术领域
本公开涉及一种用于执行手术的系统，并且具体涉及用于根据计划提供执行手术的命令、指导、或两者的系统。
背景技术
本部分提供与本发明相关的背景信息，不必须是现有技术。
在执行手术时，使用者、比如外科医生可获权访问受试者的一部分，用于不同目的。例如，外科医生可切割组织和切除骨头的一部分用于放置假体。假体一般在外科医生观察患者的解剖部分之后根据外科医生的知识和经验定位。
发明内容
本部分提供了本公开的概述，不是其整个范围或其所有特征的全面公开。
准备手术可包括计划和确定结构中的各特征和标准。这些标准可包括受试者、比如人类或动物患者中的解剖学标志。然而，应理解，所述标志可包括任何适当的受试者、比如非人类或非动物受试者上的任何内部结构或任何结构。特殊的例子包括壳体内的部件，比如运输容器、航空器的机身内等。然而，可以执行计划以确定各构件的建议定位和将发生的过程以便实现所选择的结果。
在不同的实施例中，解剖学结构上的手术可以包括在人类受试者中定位假体。在人类受试者中定位假体的过程中，人类受试者的解剖学结构可能改变。根据不同的实施例，可能要进行切割以获得对解剖学结构的访问，比如骨头部分、内部器官等。然而，在获得对各解剖学部分的访问的过程中，表面组织和结构(比如脂肪组织、肌肉和皮肤)可能妨碍对各解剖学结构的完整可视性。因此，使用在手术之前获取的或分析的图像数据来计划手术可能是有用的。
在准备手术时，可以获取受试者的解剖学图像。这些图像可被研究和分析以确定部件的被选定向和定位，以实现受试者的结果。例如，用于假体的所选择的或被确定的适当位置可以基于对受试者的图像数据的分析得到。在确定出用于实现所选结果的被选择的或确定的位置之后，可以制定和确定计划来实现所述被选择的或确定的位置。该计划可包括假体构件的位置，切除平面的位置和切除量，以及其它特殊特征。根据各假体构件和/或切除的定位，此制定的计划可以指导使用者或者为使用者确定器械的设置，以便实现所述所选结果。
其它应用领域从这里提供的描述中也变得显而易见。此发明内容中的说明和特殊例子仅意图用于示意目的，不意于限制本发明的范围。
附图说明
出于示意性目的，这里介绍的附图仅仅用于所选择的实施例，不是所有可能的实施方式，并且不意于限制本发明的范围。
图1是示意出制定和提供用于手术的计划的方法的流程图；
图2是用于提供关于图像数据的输入的显示和系统；
图3示意出访问股骨的髓内腔，根据不同实施例；
图4示意出确定股骨的尺寸，根据不同实施例；
图5示意出远侧股骨，根据不同实施例；
图6是用于股骨的对准系统的正面环境图，根据不同实施例；
图7是图6的对准系统的顶部环境图；
图8是图6的对准系统的一部分的第二表面的细节图；
图9是图6的对准系统的第二立体图；
图9A是根据图6的各实施例的对准系统的立体图；
图10是相邻于股骨定位的远侧切割块的环境图；
图11是用于股骨的可调节切割引导系统的正面立体环境图，根据不同实施例；
图12是在图11中示出的用于股骨的可调节切割引导系统的正面立体环境图的分解图；
图13是图11的对准系统的一部分的第二表面的细节图；和
图14是示意出在这里公开的系统的用法的流程图，根据不同实施例。
贯穿若干附图，对应的参考数字表示对应的零件。
具体实施方式
现在将参考附图更完整地描述示例性实施例。
如这里进一步讨论地，可以根据所获取的关于受试者的所选数据来确定和准备计划。所述所获取的受试者数据可包括从各种来源和使用各种技术获取的图像数据。从各种来源获取的图像数据可包括二维数据或三维数据。例如，三维图像数据可利用磁共振成像(MRI)或计算机断层扫描(CT)成像获得。另外，可以利用选择的二维图像、基于各种已知的重建技术来重建三维模型。例如，两个大致正交的图像可被用于重建受试者的一部分的三维(3D)模型。该3D重建可利用不同的软件程序进行，比如比利时的一公司MaterialiseN.V.出售的计算机软件或FEI出售的AmiraTM计算机软件。所述软件程序是由选择的处理系统或处理器系统执行的算法的命令。应理解处理器系统可包括电路，专用集成电路系统(ASICs)，和/或执行选择的命令的通用处理器集成电路，比如Intel,Inc出售的中央处理器。
用于手术的计划可被准备用于各种选择的解剖学部分。例如，可在受试者上执行全髋关节成形术(THA)。THA可包括在用于近侧股骨和髋臼的假体构件植入之前切除近侧股骨部分和髋臼。此外，全膝关节置换，部分膝关节置换，肩关节置换和肘关节置换也可以是假体系统被植入患者体内的其它例子。应理解可执行全髋关节置换术(通常理解为包括替换关节运动表面的两个对置部分以完全替换自然关节)和局部手术 (替换的少于两个骨部段之间的整个关节运动部分)。在各实施例中，部分膝关节置换可包括与胫骨的相应内侧或外侧部分独立地或相结合地切除或替换股骨的内侧髁或外侧髁。还理解部分髋关节置换可包括切除或替换髋关节的仅仅一部分，比如切除或替换股骨头部和/或切除或替换髋臼或这些解剖学部分的仅仅所选部分。类似地，可计划和/或执行整体或完全替换任何被选择部分，包括对非人类或活体受试者。
然而，关节置换程序可利用适当的准备信息进行计划。如上所述，图像数据可用于协助制定用于执行手术的计划。该计划可包括选择解剖学部分的最终定向，比如股骨相对于骨盆的放置和定向，用于实现所选择的结果。例如，内翻或外翻角度可被选择用于在植入之后实现解剖学部分的选择定向和/或关节的运动范围。基于患者的图像数据，各假体部件的放置可被确定，用于实现所选择的内翻或外翻角度。然而，应理解各种其它手术也可以依计划执行，如这里进一步讨论的。例如，可以计划实现胫骨相对于股骨的被选择角度(其也可以包括内翻或外翻角度)。还可为受试者计划其它解剖学定向。
如下面详细描述的，一过程可包括程序，该程序可以利用基于所存储的软件来执行命令的处理器(例如集成电路或专用电路)执行。这样，计划可以生成确定(identity)解剖学部分(或对于非动物受试者来说是非解剖学部分)的命令，并且那些解剖学部分被确定出来或定位到受试者。一旦根据该计划在受试者上确定出位置，操作器械、比如钻或锯即可被相对于该确定出的部分进行定位和稳定，以实现所计划的结果。
计划在实际植入体的放置在骨头上定义出来之前进行。其包括交互地确定植入体将要相对于患者特异性标志的最终位置。标志可在该计划过程中进行识别，比如识别标志(硬或软组织或轴线，例如股骨髁)。最终位置可包括将如何定位植入体以在假体植入之后实现选择的和计划的患者骨轴线，运动范围，和其它选择结果。它可还包括任何适当或选择构件相对于受试者或装置的定位。根据引导假体放置的切除准备，该计划可包括各种结果(例如内翻和外翻角度)。该计划可以通过利用以所选软件程序操作的处理器执行，所述软件程序包括上面讨论的那些。此外，该计划可通过评估X-射线图像和构建2D模板来制定，所述2D 模板可被用于识别标志和研发计划。
在手术期间，比如在假体的放置和植入过程中，可能能够预期的和/ 或必须的是在骨头上识别出与在制定和确定上述计划过程中使用的相同的基准或解剖学标志。为了确保手术、比如切除术匹配该计划，被识别出来的或被计划使用的标志可在手术过程中识别出来。这些可包括定位标志(硬或软组织或轴线，例如股骨髁)。标志可用于正确的切除和/或引导件放置。因此，在手术过程中，识别和定位标志可能发生并且可被称为本地化(登记)到患者骨头或其它适当的解剖学结构。
一旦标志被定位，如这里进一步讨论的器械和/或引导件即可被定向或放置在标志上和/或与标志对齐。因此，器械的定位可根据计划来进行。如上述，识别出的标志可被用于定向器械，比如钻或切割引导件，所以其有助于成形该骨头，以使与该计划一致地定位假体。因此，引导件和器械可根据该计划定向以实现所选择的结果。
在手术过程中稳定器械、比如引导件也可以被选择并且是可预期的。稳定器械可被计划为稳定计划的一部分。稳定计划可包括确定将与器械接触的部分，形成或设计用于稳定的器械部分，等。此外，稳定计划可以是为手术制定的计划的一部分，如这里所讨论的。例如，该器械可被安装成使其是精确的、准确的和稳定的。这可以包括使该器械接触或被固定到一结构上的若干点。例如，除远侧股骨上的前点之外，引导件可以至少接触内侧和外侧股骨髁。所有接触点可被包括为标志，所以在稳定器械的过程中其通常也是患者特异性的。
确定、稳定和定位所有这些都可以根据计划进行。该计划可以基于以特定患者或单一患者有关的信息和数据。因此，该计划与所述确定、稳定和定位一起允许并且给予患者特异性结果。
在一个例子中，比如远侧股骨假体替换，IM杆可以是股骨上的一个基准或标志，这两者都表示解剖轴(IM髓腔)并且总体上为器械提供两个轴线的稳定平台。IM杆可以在X和Y轴两者上、而不在Z(旋转) 轴上稳定事物。其它标志可包括远侧股骨后髁，其与IM杆结合给出旋转基准。Z基准可以是以引导部分接触最远侧股骨髁。另一基准可以是股骨的前皮层。对于胫骨来说，基准可包括胫骨的前面或胫骨结节的任一侧。也可以使用股骨(或胫骨)的宽度。可能有用的是检查关节软骨低(最薄)点，胫骨或远侧股骨。一旦这些基准被识别出来，来自该计划的患者特异性参数就能够相对于这些基准进行应用。这些基准允许所述器械通过与计划的基准相同的基准相对于骨头定位，然后稳定所述器械使它们不移动。器械还可包括患者特异性部分或构件，如这里所讨论的(包括针状件，患者特异性关键件(key)或构件，患者特异性设置，或可将器械改变至特定设置的可编程或被编程的部分)，其可被插入其它器械部分内、附接至其它器械部分、或相对于其它器械部分进行调节以将引导件设置到位，将植入体定向成与计划相同。可选地，患者特异性部分或设置可在定位和稳定所述其它器械部分之前应用。
参考图1，流程图20示意出用于计划一程序的过程。应理解所计划的程序可以用于任何适当的或所选解剖学部分，但下面的讨论总体上涉及膝关节置换，可包括全膝关节置换。在全膝关节置换术中，远侧股骨和近侧胫骨被切除并且用假体部件替换。假体部件在关节处相互作用，以反映和/或模拟最佳的或所选的解剖学相互作用。这还可以包括在髋关节处与骨盆相互作用。
初始地，流程图20中示出的过程可开始于开始方块22。应理解流程图20中示出的方法可被集成到由处理器系统执行的命令内。处理器系统可包括执行可以存储在媒介上的命令的通用处理器，该媒介比如是硬盘驱动器、网络存储器入口或其它存储器系统。此外，该处理器可以是专用处理器，比如专用集成电路(ASIC)。然而，根据不同实施例，流程图20中示出的方法可以协助提供输出，以实现通过使用者、比如外科医生的输入或根据系统内的命令来确定的计划。如这里进一步讨论的，此输出可包括器械部分，用于假体系统的部件列表，和/或用于操作或将器械或假体部分引入到手术程序中以实现所计划的结果的命令。命令可包括用于被选择的器械、比如引导件或尺寸筛选器(sizer)的设置。
该方法在方块22处开始之后，在方块24中可接收受试者数据。受试者数据可以是任何适当的受试者数据，比如三维图像数据或二维图像数据，或它们的组合。例如，用于生成受试者三维图像的磁共振图像(MRI) 可被引入或访问。此外，或除MRI数据之外，计算机断层扫描(CT) 图像数据可被获取。CT图像数据也可以是在选择计划时分析或使用的三维图像数据。二维图像数据也可用于协助制定计划。根据不同实施例，二维图像数据可用于基于二维图像数据生成三维重建。三维重建可用如上所述的软件程序建立。此外，二维重建也可以被建立。三维重建可以是基于所获取的受试者实际图像数据形成的受试者模型。因此，该模型可被生成，比如计算机生成，图像利用显示装置显示。二维图像数据可包括利用所选择的成像系统获取的二维X-射线，比如透视系统、C-型臂成像系统等。
在手术之前，有关受试者的附加数据可被获取，包括解剖学或物理学的测量结果。附加患者数据可协助计划手术，比如对先前的伤和/或疾病进行矫正。因此，应理解所获取的受试者的数据不必须被限制于图像数据。附加患者数据可以仅用来检查或甚至选择部件，比如确定患者的尺寸。不管在接收或获取受试者数据之后收集的数据，在方块26中该数据都可以生成用于对受试者数据的观察或评估。生成此数据可包括基于二维图像进行三维重建。另外，生成可观察到数据可包括显示用适当的成像技术、比如MRI生成的三维图像数据。然而，根据不同实施例，受试者的数据可被显示和生成，用于使用者观察或评估。使用者、比如外科医生可看到该数据来制定适当的计划。另外，使用者可以看到该数据，并且增加(augment)或确认计划被根据所获取的图像数据和所获取的受试者数据而产生以及通过适当的系统进行了评估。方法20可作为单独的特征通过所选择的电路或系统执行，如这里所讨论的，或者它可被包含在各种计划系统内，比如Biomet,Inc出售的SignatureTMPersonalized Patient Care System，该公司在印第安纳州的Warsaw具有营业场地。
根据不同实施例，在方块30中，使用者可以提供与不同的几何结构和被确定的解剖学部分以及预期的或建议的结果有关的输入。方块30 中的输入可被输入到方法20中，比如通过被提供有处理系统的输入装置。该输入可以通过触摸屏、键盘或鼠标等进行，用于将结果或建议的结果输入到系统内，以便利用该计划通过方法20实现。
例如，参考图2，使用者可以识别股骨42的轴线40，比如通过用手指在触摸屏显示器44上画直线或通过非生物学实施方式。从股骨头部 46延伸的机械轴线48也可被确定。机械轴线48可被图示出，机械轴线 48和股骨轴线40之间的角度50可被计算出来或确定。使用者、比如外科医生可将角度50认为或确定为能够引入计划内的最终角度。使用者也可将角度增大或改变至最终预期角度或所选择的角度。角度50也可被称为外翻角度，其是机械轴线48和股骨轴线40之间的角度。另外应理解图像数据的分析，比如在显示器44上看到的图像的分析，可被用于协助确定用于髋臼假体、股骨头部假体、股骨茎假体、和其它适当部分的适当尺寸。应理解选择尺寸可被给予一定的变化量或范围，使得多于一个的特定假体部件可被提供用于手术。因此，根据在显示器44上看到的图像可以选择两个或更多个尺寸。
从方块30的输入可以允许使用者根据从方块26产生的受试者数据协助确定各个部分。在方块30中的输入还可以允许使用者选择手术的结果。结果可以包括运动范围，外翻角度等。所选择的结果可以是利用方法20制定的计划的结果，如这里所讨论的。因此，使用者可以向系统和 /或方法提供手术的医学上的结果和/或患者预期的结果。还可以允许使用者提供对于选择手术的预期结果，比如一部件在复杂机械系统中的放置。
因而，在方块70中制定的计划可以至少部分地基于在方块30中的输入。在方块70中制定的计划可以包括确定合适的假体部件，合适的假体部件的尺寸，用于实现所选择的结果的特殊器械，所选择的器械的设置，和其它适当的输出。因此，各种实施例包括在方块72中输出计划，输出计划可包括在块74中输出或确定所选择的假体和/或在方块76中基于该计划选择和确定器械。如这里进一步讨论的，在方块72中的输出计划可包括确定哪个假体、或假体的选择范围对于实现在方块70中制定的计划来说是合适的。另外，在方块72中输出计划可包括在方块76中选择器械和/或选择或确定用于所述器械的设置。
例如，根据在方块72中输出的计划，在块74中选择假体或确定假体可包括选择假体的特殊类型，比如膝关节假体，其可以包括 Knee Prosthesis System或者Knee Prosthesis system，这两者都是Biomet,Inc出售的。在选择假体的过程中，可以决定或确定该计划中的细节，比如尺寸、尺寸范围、所选择的部件(例如，活动负载或非活动负载)以及有关所选择的假体的其它细节，用于实现在方块70中制定的计划。
在各实施例中，该计划可以包括确定用于将髓内(IM)杆78(图3 中示出)定位在股骨80内的位置。IM杆78的位置可以根据已知的或预定的器械几何参数确定，比如随Biomet,Inc出售的膝关节系统提供的器械。IM杆78位置的确定可以由使用者进一步根据决定的和/ 或确定的解剖学几何结构进行，如图2中所示。另外，所确定的IM杆 78的位置可以基于方块30中的所选择的结果或所确定的结果。
将IM杆78定位在股骨80内可能是重要的和/或在实现方块72中的那些计划部分的过程中使用，因为其它器械可能要相对于IM杆78进行定位，以实现适当的切除和放置和/或股骨80的切除。相应地，在各实施例中，参考图3，方块72中的输出计划能够确定用于将IM杆定位或将IM杆78插入股骨80内的位置。利用方块110中的交付计划，所确定的或决定的用于IM杆78的位置可以交付给使用者、比如外科医生。在不同的例子中，该计划可以包括模板(例如，在视觉上与股骨80的预定部分对齐的透明材料)，其被放置在股骨80上，具有标识出放置IM 杆78的位置的可见目标或点。可选地，利用该计划在方块110中可以提供标识出IM杆78在远侧股骨中的位置的三维(3D)模型，比如利用3D模型上的标记标识出。可选地，图形显示、比如利用显示装置进行图形显示可以包括基于在方块26中生成的视图的远侧股骨图像，其图示出所确定的IM杆78的位置。再另外，可以提供引导件、比如患者特异性引导件，用于引导钻削IM杆78或形成用于IM杆78的孔。另外应理解所有或任何选择数目的这些可一起提供。然后，根据包括所确定的IM 杆78的位置的、在方块72中输出的计划，IM杆78可被钻、推、冲击或以其他方式定位在股骨80内。
然而，还应理解IM杆78可大致沿着骨、比如股骨80的髓腔延伸。因此，方块72中的输出计划可以包括使用者要将IM杆78放置在股骨 80的IM腔内的假设或可以基于该假设。方块72中的输出计划的剩余部分可以基于此假设。
应理解当前可用的器械和假体可能包括在用于实现方块72中的计划的可访问数据库中。已知的和/或所存储的几何结构、尺寸等可被用于实现使用者在方块30中输入的结果。在方块70中制定该计划的系统可以访问该数据库来确定用于实现在方块30处的使用者输入的那些器械、假体等。因此，基于所制定的计划72并且根据IΜ杆78在股骨80内的选择位置，可以确定将相对于IM杆78进行定位的选择器械，以根据在方块70中制定的计划实现上述结果。换句话说，器械、比如切割引导件可被放置在IM杆78上或被连接到IM杆78，用于执行手术的一部分。切割引导件可以在IM杆78放置在股骨80中之后连接到IM杆78。因此，IM杆78在股骨80中的放置可以根据在方块72中输出的计划进行，以实现所制定的计划70。在方块70中制定的计划是被制定为用来实现基于方块30中的使用者输入的结果(例如外翻角度)的计划。
另外，在方块72中输出的计划可以包括根据该计划选择器械和/或选择用于器械的设置(setting)。例如，参考图4，AP股骨尺寸筛选器 90可被相对于IM杆78定位于股骨80上，比如示例性地、正在被定位在IM杆78上。在尺寸筛选器90之前，切割块也可以被与IM杆78在被选择的或确定的位置连接，所述切割块比如是4-in-1切割块，例如 Biomet,Inc公司随AscentTM全膝关节系统出售的4-in-1AP斜切引导件。 AP尺寸筛选器90可以包括能够相对于股骨80前后调节的一个或多个可调节脚部92。在确定股骨的切除量和/或选择用于定位在股骨80上的假体时要考虑股骨的前侧94和股骨80的后侧96。因此，输出计划72可以确定用于AP尺寸筛选器90的特殊设置和预定设置，以实现使用者在方块30中的预先选择的输入结果。应理解其它适当器械也可被确定，比如当被定位在IM杆78上时用于选择远侧切除量的切除块。另外，或可选地，还可以根据输出计划72来生成患者特异性或定制性器械(例如，通过快速原型机制造)。根据被定位在股骨80内的TΜ杆78，还可以相对于股骨80定位定制性器械。然而，定制性植入体或器械也可以被形成为包括这样的表面：该表面将只与特殊患者的确定结构相配合，比如骨头和/或组织表面。
因此，被定位的IM杆78可被用于识别用于执行手术所使用的各种器械的参考点和/或参考位置。通过将IM杆78定位在股骨80内所计划的位置处，器械和/或假体可被相对于股骨80定位，以实现在方块72中输出的计划。因此，方块30处的、包括所选择的结果(比如预期运动范围或外翻角度)的输入可以通过根据方块72处输出的被制定计划来执行手术而实现。
应理解也可以提供其它选择器械，允许可选择性。例如，根据在方块70中制定的计划可以生成和制造患者特异性远侧股骨尺寸筛选器。一旦IM杆78位于股骨80内了，患者特异性尺寸筛选器也可以定位在IM 杆78上。患者特异性尺寸筛选器可以根据在方块70中制定的计划，并且可以包括适当的定向和/或用于在进行任何切除之前接合远侧股骨98 的接触点。然而，基于该计划76，多次使用的可调节系统和/或单次使用的、实质上患者特异性系统可被用作选择器械。
另外，方块74中的选择假体可以根据该计划70，该计划70根据方块30处的使用者输入。方块74中的选择假体可以包括假体部件的尺寸、尺寸范围、和类型。例如，对于全膝关节置换来说，假体系统可包括胫骨坪假体、胫骨支撑假体、和远侧股骨假体。这些假体部件中的每一个可提供若干尺寸。为了为所选择范围的患者人群(例如，99％)提供适当尺寸，可能需要不同尺寸的若干部件，比如这三个部件中的每一个需要六个不同尺寸。然而，根据方块70的计划，可以确定特殊患者在这些部件中每一个部件的一个或两个尺寸的范围内。这样，可以只提供所选择的部件尺寸，用于所选手术。这允许该手术以下述方式进行：使用者在最少的部件数量中进行选择、进行最少量地准备、并且用于这些部件的清洁、制造等有关或相关联的成本最低。
方块72中的输出计划可还包括给使用者的、文字的或电子传输的命令。方块72中计划的输出可以为使用者确定部件的尺寸选择范围、用于可调节的器械系统的设置、以及用于IM杆78的建议放置。例如，参考图5，输出的计划72可包括股骨80的远侧部分98的视觉显示，如上面讨论的，在上面标识有目标或访问位置100。访问点100的图示可以是将IM杆78插入股骨80内的目标或选择点。远侧股骨98的图示可以根据方法20生成或访问的图像数据。在方块72中输出的计划可还包括3D 模型、3D图像、文字命令等。
这样，使用者从该输出中能够确定出特殊患者上的目标位置100，如在图5中示出的。目标位置100作为在方块70中制定的计划的一部分被确定出来，用以实现在方块30中输入的预期结果或选择结果。然后， IM杆78可被插入患者体内，以确保该计划根据所生成的图像数据和所制定的计划得以实施。
另外，方块72中的输出可以包括被确定出的特殊设置，比如可重复使用的尺寸筛选器的那些部分的位置，用于确定该计划的适当进展。另外，该计划72的输出可以包括为确保股骨80远侧部分的适当切除而使用的切割块的一部分的确定，以及该计划的其它部分。因此，在方块72 处输出的计划能够允许使用者根据在方块70处制定的计划来实现使用者在方块30中输入的结果。
该计划在方块72中输出之后，在方块74中选择的假体、在方块76 中已经选择的器械、以及任何其它选择部分可被交付(deliver)。例如，该计划可以在方块110处交付，在方块112处可以交付所选择的假体，在方块114处可以交付器械。应理解，根据不同实施例，所选择的器械可以在方块116处进行制造。如上面讨论的，上述器械可以根据被输出的或者在方块70中制定的、用于特殊患者(即单一患者)的计划。因此，器械可以根据在方块70中制定的计划进行制造。在方块76处进行器械的选择之后，这些器械可在方块116处进行制造。然而，应理解，上述器械可能不是或者不必须是患者特异性的。在方块72中输出的计划可以包括通用器械的特殊设置(例如尺寸)，其对于所选择的手术来说是可调节的。另外应理解，根据不同实施例，所选择的假体也可以包括患者特异性或设计的假体，其在方块118处进行制造或设计。如果假体的数据库不包括用于实现在方块30处输入的结果的假体，那么可以确定患者特异性假体。患者特异性假体可在方块118处进行设计和制造，然后在方块112处交付。
这些部分中的每一个部分可以按照各种公共已知的技术交付，比如电子传输、邮递、快递、或其它适当递送系统。例如，在方块110处，该计划可以通过电子传输从计划供应者、比如从Biomet,Inc通过已知的交付系统交付，已知的交付系统包括与SignatureTMPatient-Specific System结合的那些或其它适当传输系统。假体和器械也可以在方块112， 114处按照适当的以及基本上已知的技术交付。然后，在方块120处方法20可结束。
然而，在方块120处结束本方法应理解为可以在根据方块70处制定的计划对患者执行手术之前进行。也就是说，在方块110-114处交付计划、假体、和器械之后，使用者可以用被交付的物品在被选受试者、比如人类患者上执行手术。在执行手术的过程中，在方块110处交付的计划可被遵循执行，使用者可以使用在方块114处交付的器械将在方块112 处交付的假体植入。如上所述，在方块114处交付的器械可被用于实现在方块72处输出的计划，该计划在方块70处制定。根据在方块70中制定的计划，在方块112中交付的假体可允许使用者从有限的尺寸范围中、而不是从所有可能的尺寸中选择适当的假体构件。因此，使用者可以根据所制定的计划70执行手术，以实现方块30中的选择结果。
因而，总体上来说，图1中示出的方法可以制定一计划，用以实现使用者在方块30处所选择和输入的预期或被选结果。使用者可以是外科医生。基于方块30处的输入，与方块26中生成的数据/视图一起，系统可在方块70处制定计划。在制定计划的过程中，系统可以访问已知和/ 或可用器械连同已知和/或可用假体的数据库。这些已知和/或可用器械连同已知和/或可用假体中的每一个可利用它们的已知几何结构和尺寸进行分析，用以在方块70处制定计划，该计划将实现或最佳地实现方块 30处的输入结果。例如，输入的预期结果可以是所选择的运动范围(ROM) 和外翻角度。接着，本系统可以分析所生成的受试者数据以及器械和假体的数据库。然后，系统可以确定哪个器械、器械的哪个特定设置、以及哪个特殊假体可以实现所述输入结果。然后，系统可以在方块70处制定计划并且在方块72中输出该计划，包括所确定的和选择的器械、设置、和假体。而且，如果数据库不包括合适的器械和/或假体，系统还可以确定器械和假体的设计。所有这些都可以在手术开始前进行，比如在将受试者放置于手术室中之前。因此，器械和假体的选择可以在开始外科手术之前。另外，使用者、比如外科医生可能只需要输入所选择的结果，然后系统制定计划来实现此结果。
除图示的方法20之外，各种器械和装置可被用于在手术中提供协助。例如，各种引导件和模板器械可被相对于解剖学结构的一部分、比如远侧股骨98进行定位，用于执行手术。根据不同实施例，器械可被相对于远侧股骨定位并且根据预先制定的计划进行调节。例如，方法20可被用于根据提供给使用者的设置协助相对于远侧股骨确定或定位模板或器械，类似于在上面讨论的那些。
根据不同的实施例，根据预先制定的计划，比如在图1中示出的计划，使用在图6，7，8和9中示意出的对准引导件200，股骨80的远侧部分98可准备或定向。引导件200可被相对于包括远侧部分98的股骨 80定向，如这里进一步讨论的。总体上，引导件200可被相对于股骨80 进行调节，用于定向将被相对于股骨和/或相对于股骨部段定位的各个部分。例如，杆或钻孔可被形成于股骨上，用于执行股骨的各种切除，包括远侧切除、近侧切除、后切除等。
根据不同实施例，引导件200可包括前针状件或接触构件206，其可包括用于接触股骨80前部分的接触点208。根据不同实施例，接触点 208可在对准引导件200相对于股骨80的预定位置处接触股骨80。根据预先制定的计划，比如根据包括股骨80在内的受试者图像数据，前接触点208可接触股骨80。图像数据可包括基于诸如MRI的三维图像数据、计算机断层扫描图像、或其它适当图像进行三维渲染。另外，三维重建可以根据所选数目的图像进行，比如一个或多个图像，比如前-后X-射线二维图像或内-外二维X-射线图像。
引导件200可包括外接触构件210和内接触构件212，并且它们都指向和/或接触副韧带的插入“点”或位置。如本领域内的技术人员通常理解的，在图6和7中看到的水平杆布置在股骨80上、适当的上髁轴线处。上髁轴线可包括在股骨80上从内向外延伸的一条线，该线使内上髁和外上髁横跨股骨80以大致直线互连。
根据所选择的计划，比如在方块72处输出的计划，引导件200可能出于各种考虑进行调整，所述考虑包括特定患者的股骨80。如这里所讨论的，可以设计和制造用于单一特殊患者的特定部分，比如针状件206。接触点210，212可以是相对于引导件200可移动的，使得它们可被移动以接触股骨80上的内侧点和外侧点。一旦接触内侧点和外侧点(比如内上髁和外上髁)，前接触点208即可以接触股骨80上的前点。为了进一步协助患者特异性对准，引导件200可包括髌骨槽对准或观察部分230。髌骨槽对准部分230可包括能够与髌骨槽234对齐的窗口232。髌骨槽 234可大致定位于内和外髁至股骨80之间。
针状件206可被设计和制造为包括大致患者特异性特征和/或部分。例如，根据获得的数据和使用者输入，针状件的长度对于单一被选患者来说是特定的。另外，针状件206的接触点可被形成为与股骨80的被选择部分或确定部分互补或配合。而且，几何形状、比如弯曲(内-外，前 -后，或它们的组合)对于单一患者来说也是特定的，使得针状件的接触部分与患者股骨的实质上单一部分相配合。例如，此接触件可包括患者的被选接触部分的镜像或反轮廓。
一旦所选择的接触点已经与引导件200接触，就可以通过调节调节系统220来实现特定的计划了。调节系统220可包括刻度盘或可移动部分221，其允许使用者相对于股骨80的远侧表面98移动引导构件250。通过对齐髌骨槽对准部分230的开口232连同内上髁和外上髁接触点 210，212，引导件200可被相对于股骨前后、内外对齐。调节系统220 可以允许调节引导件200、比如移动引导块250，用于以特定的配置和位置接触远侧股骨表面98。这样，引导件200可被调节成以大致患者特异性的方式相对于股骨80进行定位。换句话说，上述设置可以基于用于特定患者的计划并且引导件200可以如上述进行调节。另外，调节系统220 不必须有数字，调节可以根据在手术过程中看到的来进行，用以接触股骨80的现有结构。例如，特别是对于CT和X-射线数据来说，软骨结构是看不见的。
继续参考图6-9，对准引导件200可以包括用于接触股骨80的远侧部分98的各个部分。根据不同实施例，针状件206可以是包括患者特异性尺寸的大致患者特异性部分。例如，下-上尺寸231可被选择用于特殊的患者。下-上尺寸231可以是针状件206在第一点233处与引导件200 互连以及在接触点208处接触患者或股骨80处的尺寸。这样，尺寸231 可允许确保引导件200在所选择的位置处接触股骨80，同时根据针状件 206相对于股骨80的接触点考虑了下-上尺寸231。另外，针状件206可包括前后尺寸236，其从股骨接触点208延伸至针状件206的顶部区域 238。前后尺寸236可允许确保引导件200位于相对于股骨80的前选择位置。针状件206允许引导件被前后地定位并且接触点210，212帮助确保内-外对准。这些对准和接触可以基于引导件200相对于股骨80的选择位置，比如在方法20中的患者和手术计划步骤期间选择的位置。
而且，引导件200可包括在大致刚性引导部分上的内和外接触点210， 212，所述大致刚性引导部分大致沿着引导件200的一直线延伸，该直线可被从内向外地定位在股骨上。当引导件200接合股骨80或被接触到股骨80时，针状件保持臂或构件240可以从对准引导部分开始大致在最大 (superior)尺寸或方向上延伸。针状件206可被与保持臂240接合，以将针状件206相对于股骨定位在预定的且大致患者特异性的配置。因此，引导件200可包括与患者特异性部分、比如针状件206协同使用的大致可重复使用的非患者特异性部分，比如互连内和外接触或对准构件210， 212的对准部分。然而，如上面讨论的，针状件206可被形成为是用于特殊患者的，以接触患者的被选结构或部分，包括股骨80前部分。例如，尺寸231和236对于单一被选患者来说可以是特定的。而且，如这里所讨论的，可提供患者特异性的设置。另外，针状件206可以是可调节的并且根据从计划中确定的数据在手术过程中进行设置。
一旦针状件接触208已经接触股骨80的前部分并且引导件200被相对于接触点210，212对准，销放置构件或对准块250可被通过调节机构 220相对于针状件206移动。销放置构件250可包括第一销放置通道252 和第二销放置通道254。应理解可在销引导构件250中设置单一销放置通道或多于两个的销放置通道。通道252，254可被提供用于引导一个或多个销(291，284，图10)到股骨80内的放置。根据不同实施例，该销可允许接合切割块、比如用于股骨的远侧切割块(281，图10)，用于在股骨80上执行远侧切割，所述远侧切割块包括与Biomet,Inc出售的AscentTM膝关节系统一起使用的远侧切割块。所述销被通过通道252，254置于股骨内。通过在执行远侧切除之前使安装的销与切割块接合，此销帮助定义由远侧切割引导件执行的切割的量和位置，如图10中示出的并且在这里讨论的。
可选地，切割引导件281可直接替代销引导件250。切割引导件281 可通过附接机构(未示出，但可包括磁铁、螺纹销或螺钉、夹子等)保持在位，这可潜在地减少步骤。另外，单独的销201或其它附接机构，如图7中所示，可被使用或放置以将引导件200稳定股骨80上。如果销 201在调节脚部302之前使用，那么销201必须被放置成不限制脚部302 和销放置块或引导250的运动。
通过可移动构件221和被可移动构件221移动的移动或保持构件 260，销放置块250可相对于针状件206移动。移动构件221可被提供为任何适当构件，用于与保持构件260相结合。例如，螺纹齿轮或蜗轮蜗杆机构可被提供用于相对于针状件206移动引导块250。然而，根据不同实施例，鹦鹉螺槽270，如图8中所示的，可设置在可移动构件221 的表面272上。鹦鹉螺槽270可接合从保持构件260延伸到鹦鹉螺槽270 内的至少一个销271a。构件221可包括双鹦鹉螺槽270，包括第一槽部分270a和第二槽部分270b。在图示例子中，第二槽部分270b可接合第二销271b。鹦鹉螺槽270可包括形成在构件221上的这样的槽270：其包括从构件221的中心开始在槽270或相应槽部分270a，270b的整个长度上逐渐增大的距离。这样，当第一构件221被移动时，例如，在如箭头276表示的顺时针方向上移动时，保持构件260可在第一方向上移动，这将使对准构件250移动。在相反的方向、比如逆时针方向上转动第一构件221可使保持构件260在相反方向上移动。因而双鹦鹉螺槽270使销271a，271b相对于彼此并且相对于第一构件221移动。设计过程中，它们在相反方向时相等地移动。
第一构件221可包括标记，比如数字标记280，其可被相对于在引导件或保持构件260上形成的标记282移动。通过使标记280与标记282 对齐，可以建立引导构件250相对于针状件206的被选位置。一般来说，通过在顺时针或逆时针方向上转动第一构件221，引导构件250可大致在箭头284的方向上移动。因此，对准块或构件250可被相对于针状件 206移动以定位对准块250和通道252，254，用于相对于针状件206定位引导或保持销。另外，可以使用其它机构来移动调节系统或机构220。例如，可以基于从发射器接收的命令来驱动电机。所述命令可首先利用随引导件200一起提供的处理器进行处理，以移动电机并且因此进行调节。而且，用于将调节构件移动到所选择的位置的一关键构件可被制造。如上面讨论的，所有调节都可以基于计划进行。
在各实施例中，数字标记280可能不是必须的或不被提供。例如，在各种成像技术中，比如CT成像和X-射线成像数据，软骨组织是看不到的或相对不可区分的，那么调节将基于在手术过程中看到的来进行，以接触现有的几何结构，比如骨几何结构。因此，如上面讨论的，可以使用在计划生成过程中可用的骨标志来对准引导件200。例如，一旦引导件与上髁、连接上髁的线、和或髌骨槽对齐，针状件就已经接合股骨 80的前部分，已知引导件被基于或根据计划正确地定位。如上面讨论的，在图像中可看到的各部分，比如连接上髁的线、和或髌骨槽，可用于确保引导件或任何器械部分根据图像按照计划对齐。因此，根据计划手术可继续进行。数字设置不是必须的，脚部302可被朝向股骨80有效地移动并且一旦脚部302接触股骨80，当根据计划引导件200的剩余部分被相对于股骨80定位时，销291，292可通过块250放置在股骨80中。
如上面讨论的，可以根据在方法20中制定的患者特异性计划确定标记280组中将与对准标记282对准的特殊标记。所选择的标记可被传输给使用者、比如外科医生，以在所选手术期间使用。因此，根据特殊患者，可移动构件221可被选择成定位在标记"4"处，以选择对准块250相对于针状件206的位置。这可被传输给使用者并且在手术过程中使用者可以调节调节系统220至相对于对准标记282的所选标记。根据调节系统220并且在移动调节系统220之后，根据患者特异性计划对准块250 可被相对于股骨80定位，并且对准块250可被用于将销引导穿过通道 252，254。还应理解，该通道可以仅用于在股骨内形成导向孔。然后可以移除引导件200并且将销置于导向孔内。移动构件260可以在由支撑构件262形成的轨道或槽261中移动。支撑构件262可以将可移动构件 221可移动地保持在壁或部分263内，并且当可移动构件221被转动时允许可移动构件221经由鹦鹉螺槽270a，270b和销271a，271b向移动构件260施加力，如上面讨论的。支撑构件262从横向或支撑构件264 延伸。接触点210和212可以通过位于支撑杆264的终端处的构件形成。另外，槽对准部分230和针状件保持臂240也可以从横向支撑臂264延伸。
引导件200可还包括远侧股骨接触构件或脚部302。脚部302可朝向股骨80的后面延伸。远侧接触脚部302可在股骨80附近98接触髁的一部分。对准块构件250可与远侧接触脚部302一起移动或与远侧接触脚部302分离地移动。根据不同实施例，与针状件206以及内或外接触 210，212中的至少一个接触或对准提供了与股骨80的适当对准。远侧接触脚部302可通过延伸臂303从块250延伸，并且可以与块250一起移动，以协助相对于股骨80稳定和或定位块250。一旦被定位和稳定，块250可被用于通过引导孔252，254建立到股骨80内的通道。因此，当所选择的受试者标志在手术过程中在受试者上、比如在股骨80上被识别出来时，接触点208，210和212可被对齐或定位以接触这些标志。因此，对于特殊受试者来说，引导件200被适当地定位，从而一旦脚部302 接触远侧股骨98即允许块250对齐孔252和254，块250被相对于股骨 80停止，和/或正确的和预选的数字被与标记282对齐。
参考图10，一旦通道252，254已经被用于定位导向孔和/或销(例如290，291)，则远侧股骨切割块281可以经由形成在切割引导件281 上的通道或孔被连接到销，比如第一销290和第二销291。然后，按照预先制定的计划，远侧切割引导件281被定位在股骨80的远侧端，如上面讨论的。切割引导狭槽或部分286被定位成允许切除股骨80的远侧部分。如本领域内的技术人员理解的，锯可穿过切割狭槽286以切除股骨 80的远侧端。根据任何适当方法，一旦执行了远侧切除，远侧切割块281 即可被从股骨80移除，对准销290，291可被保持于股骨80内用于其它的对准目的，或者一旦远侧切除被执行即可被从股骨80移除。
总而言之，至少根据在上面讨论的方法，可使用引导件200来将对准销290，291定位在股骨80中根据预先制定的计划的位置处。销可帮助定位和稳定远侧股骨切除引导件281，以执行股骨80的远侧切除。利用引导件250将销290，291定位在股骨80中的计划可利用包括Biomet, Inc出售的Planning System在内的计划系统和/或使用在上面讨论的方法20来制定。如上面讨论的，用于远侧切割引导件281的销 290，291的定位可以在软件中并且根据受试者的图像数据被几何地确定和建模在用于远侧切割引导件281的被选位置处。基于此，这些销的定位可被确定，用于利用引导件281实现所选切割用以实现股骨80的所选形状，将假体定位在股骨80上。
参考图9A，示出了引导件200a。引导件200a可与在上面讨论的引导件200大致相同，下面不再描述那些部分。总体上，引导件200a可包括被配置或设计成指向或接触解剖学结构各部分的各个部分，比如上髁接触件或构件210，212，针状件206，和脚部302。然而，另外，各个部分可被用于相对于解剖学结构、比如股骨80至少在一个尺寸上大致固定引导件200a。
根据不同实施例，钻引导件305可与针状件206集成为单一构件，或者可与针状件206按照各种机构(比如锁定锥度配合、螺纹连接，或其它适当连接机构)互连。无论如何，钻引导件305可包括延伸穿过钻引导件305的引导孔307。引导孔可沿着与一轴线或直线309大致平行或共线的轴线延伸，所述轴线或直线309在外接触构件210和针状件接触点208之间延伸。钻头或钻销311可被钻削穿过引导孔307并且钻到骨头、比如股骨80的前部分内。
钻销311可被保持于钻引导件305内，使得钻引导件305仅能够围绕着由定位在引导件孔307内的钻销311限定的轴线转动。这可允许引导件200a也围绕着引导销311转动，但通过被钻削到受试者部分、比如股骨80内的引导销311至少部分地相对于股骨80稳定。因此，钻销311 可被固定到受试者的一部分、比如股骨80内，并且其它骨接触或指向部分(比如外和内上髁接触或指向部分210，212和针状件接触部分208) 可被定位成接触股骨，以便根据该计划确保引导件200被相对于股骨80 定位和稳定。
应理解，当引导件200a的所述各个部分被与股骨80的部分对齐时，钻销311可被定位在解剖学结构内，比如定位在受试者的股骨80或任何其它部分内，如上面讨论的。因此，引导件可被初始地定位，并且钻销 311可被钻削到解剖学结构内，然后最终地定位引导件200，并且脚部 302能够被抵靠着股骨80定位。这样，当销291和292被定位穿过引导孔252，254时，钻销311可以稳定引导件200a连同其它骨接触部分，比如针状件接触部208和脚部302。应理解钻销311的轴线可被大致定位在直线309附近或直线309上，但不必须正好在直线309上，以相对于定位钻销311的那一部分、比如股骨80适当地且选择性地稳定引导件200a。
一旦远侧切割已经完成，那么手术可以遵循所选择的手术步骤，比如在选择了髓内杆的情况下定位髓内杆，以及确定远侧股骨的尺寸用于定位另一切割块。应理解，某些步骤、比如定位IM杆78可能不被选择或不是必要的。其它的切割块可包括4-in-1切割块，以进行股骨80的各种其它切割，包括后和前切割以及相应的斜切切割。因此，通过相对于切割部分定位尺寸筛选器90，本方法可继续进行，如在图4中类似示出的。因此，对准引导件200，200a可被用于布置远侧股骨切割块销291， 292的定位以及确定IM杆在股骨80上的位置，用于手术的其它部分。
如上面讨论的，作为使用尺寸筛选器90的附加或替代，可以使用可调节的切割块。可调节切割块可包括可调节4-in-1切割块400，参考图 11和12。可调节切割块400可用作尺寸筛选器90的替代，如这里进一步讨论的。
可调节切割块400可包括能够调节至彼此的各部分。总体上，可调节切割块400可包括前引导部分410，后引导部分420，和斜切引导部分430。前引导部分410可包括能够用于引导锯片的引导狭槽或边缘432。例如，引导部分432可以是狭槽，锯片被定位于该狭槽内，以引导锯片进行所选择的前切割。类似地，后引导部分420可包括引导狭槽434，其也可以接收刀片以执行后切除。斜切引导部分430可包括边缘或表面，比如前斜切引导表面436和后斜切引导表面438。不是接收在狭槽内，锯片可被定位成抵靠着相应表面436，438以进行相应的前和后斜切切割。因此，刀片没有被捕获住，而是通过使用者或其它机构保持靠在相应表面436，438上来进行相应切割。然而，本领域内的技术人员应理解也可以形成包括用于进行斜切切割的表面436，438的狭槽。使用具有狭槽和 /或引导表面的4-in-1切割块对于本领域内的技术人员是已知的，并且可以类似于和Biomet,Inc出售的AscentTM膝关节系统一起使用的4-in-1切割块。
可调节切割块400可包括各种骨保持部分，比如具有孔隙452的第一突出部450，固定销可被放置于孔隙452中。以假想线454示出的固定销可经由孔隙452延伸穿过突出部450而被固定到股骨80内。第二突出部460可包括第二孔隙462和销(以假想线464示出)用于接合股骨 80。销454，464也可以放置于其它位置，用于将切割块固定到股骨80，比如通过斜切块430的部分(例如端部)。另外，如果使用尺寸筛选器 90(图4)，则尺寸筛选器90可允许钻孔以定位块400。如果这样，柱部(peg)454，464可以包括在后块420上，这也可以消除对脚部470 的需要。
可以在选择合适尺寸的一个以上4-in-1切割块来确定和/或进行股骨 80的适当前和后切割之后进行可调节切割块400的固定。例如，可接合构件或脚部470(也称为后脚部)可以接合切割引导件400的后边缘上的切割狭槽434。后接触脚部或座部(ledge)472可以接触股骨80的后部分，以将切割引导件400定位在相对于股骨的选择位置。后脚部470 可以包括相对于切割狭槽434轴线476的所选偏置或旋转角度474。线 478可沿着脚部470的底边缘延伸以限定出相对于切割狭槽434轴线476 的角度474。适当的角度可以是任何选择角度，并且可以在计划步骤过程中根据受试者的图像数据来确定。另外，后脚部470可以被可移除地定位在狭槽434内，用于与切割引导件400选择性接合以允许调节切割引导件400。另外脚部470可以具有可调节的角度。
前针状件480可包括用于接触股骨80前部分的前接触点482。针状件480可以被可移除地连接引导件400、永久性连接引导件400、或与引导件400形成为一个零件。根据不同的实施例，类似于针状件206与对准引导件200的连接，针状件480可与前切割引导部分410的外表面接触或互连。
作为针状件480的附加或替代，可以提供或使用可拆除的爪部或针状构件490。可拆除的针状构件490可以具有骨接触部分492和被接收在前切割引导部分410的狭槽432内的座部或指状部494。爪部490可以被可移动地定位在狭槽432内，以允许相对于股骨80选择性接触或定向。因此，可拆除的爪部490可被快速地与可调节切割引导件400关联，用于手术的调节部分。
换句话说，脚部470和相应的针状件480或爪部490可协助相对于患者定位切割块400。而且，切割块400可包括调节系统499，调节系统 499包括相对于切割引导件400的壳体部分511上的标记502可转动的调节构件500。调节构件500可包括标记，比如数字510，以允许选择性定位前切割部分410和后切割部分420。可调节构件500可以转动，以允许通过转动调节构件500使相应的标记510和切割引导件400上的标记502对准。应理解数字510也可以在切割引导件400的壳体部分511 上，调节构件500可以相对于其移动。调节构件上的单一标记、比如线可被相对于壳体511上的数字移动。
调节构件的移动可以致使切割引导部分能够相对于彼此和/或相对于斜切切割引导部分430大致在箭头520方向上移动。应理解在第一方向、比如顺时针方向上转动调节构件500可使后和前切割部分移动至更接近斜切切割部分430。在逆时针方向上转动调节构件500可使后和前切割部分移动得更远离斜切切割部分430。然而，应理解任何适当的转动可被用于使相应切割部分相对于彼此移动。另外，其它机构可被用于移动调节系统或构件500。例如，可以基于从发射器接收的命令来驱动电机。所述命令可以首先用被提供有引导件200的处理器处理，以移动电机，然后进行调节。而且，可以形成用于将调节构件移动至所选位置的关键构件。所有这些调节都可以基于该计划进行，如上面讨论的。
另外，移动构件500可以通过至少接合第一保持构件或起升器532 上的第一销530或第二保持构件或起升器536上的第二销534而操作。第一起升器532可以被可移动地接收在第二起升器536的狭槽或槽533 内。继续参考图11，调节构件500可包括形成在调节构件500的表面544 上的第一槽540和第二槽542。第一和第二槽540，542可包括不同半径以使第一或第二起升器532，536相对于斜切构件430的调节可以是可变的。例如，与第一起升器532连接的前切割部分410可被配置为相对于斜切构件430移动，移动的速率与斜切构件430相对于后切割部分420 移动的速率不同。另外，即使在一个槽内，该速率也可能变化以在旋转的至少一个部分期间允许更大的移动速率。相应地，销在槽540，542 内的接合可导致所述可调节切割块400各个构件的调节变化性。
在各实施例中，引导件400的各部分不必平行移动或不必须在单一平面中移动。例如，斜切引导构件430可与股骨80的远侧被切除表面 98的平面成一角度移动或与股骨80的远侧被切除表面98的平面不平行地移动。参考图12，斜切构件430可在狭槽或槽431中移动。槽431可以与从起升器536延伸的支撑杆539的表面537平行。突出部450，460 也可以形成为支撑杆539的一部分。因此，斜切构件430可移离远侧表面98或沿着相对于远侧表面98成一角度的平面移动，以允许斜切切除过程中的更大游隙。换句话说，引导件400各个部分的移动可以允许所有引导部分410，420，和430在所选择的且独立的方向上移动，以实现引导件400的预期配置或选择配置。这允许以所选择的配置切除远侧股骨来实现预期或计划的切除，将假体定位于其上。
然而，根据不同实施例，可调节切割块400可被相对于远侧股骨98 定位成使得后脚部470接合股骨的后侧96，并且针状件或爪部480，490 中的至少一个接合股骨的前侧94，调节构件500被调节至所选择的位置，使每一个切割部分，包括前切割部分410、后切割部分420、和斜切切割部分430，按照相对于远侧股骨98的预定位置进行调节。
一旦已经按照计划进行了可调节块400的调节，突出部450，460 可被用于使相对于上髁轴线的定向可见。而且，用固定销将切割块400 接合到股骨80，如上所述。然后可以进行远侧股骨的切除，以准备用于远侧股骨假体的前和后表面94，96和斜切表面。适当的远侧股骨假体可以包括Biomet,Inc出售的AscentTM膝关节系统，该公司在印地安那州的Warsaw有营业场所。
由于块400的可调节性，这里公开的系统的可调节性，包括可调节切割块400，可使向使用者供应的和/或现场存储的切割块最少。此外，根据该计划，比如利用Planning System和/或方法20，可调节块400可以更加患者特异性的尺寸提供。因此，可调节切割块400需要的调节可在一小范围内。可调节构件500提供的可调节性允许特殊患者的任何变化，这可以通过将可调节构件500的标记定位于相对于标记 502的所选定向而确定到使用者。
相应地，可以仅使用对准引导件、比如对准引导件200和可调节切割块400来准备股骨80以接收远侧股骨假体。这能够最小化或消除髓内杆78和/或附加器械的使用，以确定(size)远侧股骨98的部分的尺寸。因此，结合与受试者的图像数据相关地使用的上述计划系统，比如在上面讨论的方法20，准备远侧股骨的手术可以高效地且在更短的时间内进行。
各种系统，包括在上面讨论的远侧对准引导件和/或可调节切割引导件，可以按照各种方法和系统使用，包括图14中示出的方法600。总体上，该方法可起始于方框602，受试者的模型可在方块604处建立。受试者的模型可以是基于从块610输入的各种图像数据的三维模型。图像数据可以包括诸如MRI图像数据或计算机断层扫描(CT)图像数据的图像数据。此外，二维图像数据可表达成三个尺寸，比如根据所获取的受试者的一个或多个二维X-射线。应理解不同的受试者可包括人类受试者、动物受试者、或其它受试者。另外，非活体受试者、比如被封装的构件(例如，汽车或航空器机身或翼)也可以被成像和建模型，如受试者在方块604中那样。
基于该模型，远侧切割引导件、比如在上面示出的远侧引导件200 的放置的决定可在方块620处做出。远侧切割引导件的放置的决定可以基于不同的系统，比如上述方法20。切割引导件的放置的决定可以包括为了执行远侧切除切割引导件而应该放置在远侧股骨上的位置。一旦确定了切割引导件应放置的位置，可以在设置方块624处进行对准引导件的设置的确定。
根据不同实施例，如上面讨论的，对准引导件可包括远侧对准引导件200。用于对准引导件的设置的确定可以包括为了实现对准构件相对于远侧股骨的适当放置而要将调节构件置于哪个设置的确定。如上面讨论的，对准块的定位可被用于定位在远侧股骨切除过程中用来固定切割引导件的销。如果要设计患者特异性针状件206，那么患者特异性针状件也可以在方块630处进行设计。此设计可包括或被限制于选择针状件 206的尺寸。进一步的设计、比如材料选择和特殊几何形状可独立于方法600进行。其它患者特异性设计的零件也可以根据计划和在方块624 处确定的设置来制造和/或设计。应理解除针状件之外还可以设计被选择的部分，针状件仅仅是示例性的。
根据不同实施例，如果选择了患者特异性零件的话，一旦患者特异性零件被设计和制造出来，它可以与在方块640处确定的设置一起交付。接着，如果放置远侧切割引导件是本方法的唯一选择目的的话，本方法可以在方块646处终止。即使其它部分被选择了，在定位带有远侧对准引导件的远侧引导件以及在块624处确定上述设置时也允许消除TΜ杆并且对髓腔的访问。另外，可以消除角度引导件，比如与Biomet,Inc出售的AscentTM膝关节系统一起包括的角度引导件。因此，对准引导件和所确定的设置可被交付给使用者，包括外科医生，作为用于定位远侧切割引导件的仅有系统构件，用于进行股骨的远侧切除。
而且，如上面讨论的，用于可调节4-in-1切割块的设置可在方块650 处确定。所述设置可以基于方块604处的受试者模型并且使用各种计划系统、比如在上面讨论的方法20来确定。所述设置可被用于设置可移动构件500的位置，如上面讨论的。另外，还如上面所讨论的，患者特异性零件可在块656处进行设计和制造。
一旦在块650处确定了这些设置，并且如果选择了患者特异性零件的话那么在块656处设计和制造了所述患者特异性零件，它们即可以在方块660处交付。然后，如上面讨论的，使用者可以利用这些设置来执行手术，本方法在方块646处终止。通过使用可调节切割引导件、以及与其有关的设置，通常已知的远侧股骨尺寸筛选器对于确定远侧股骨的斜切、前和后切割引导件的尺寸来说可能不是必须的。而是，上述设置可以被预先确定并且可调节切割引导件可以基于所确定的设置进行调节。
根据图14中示出的方法，和在上面讨论的各器械和系统，远侧股骨切除和准备可以基本上仅用远侧对准引导件、远侧切割引导件、和可调节4-in-1切割块来进行。根据所选择的器械组，这可以实现快速手术并且可以降低执行手术所需的库存。因此，本领域内的技术人员能够在对于患者来说有益的时间段内且以对骨结构的髓内部分减少的访问来进行手术。
本领域内的技术人员将理解，本方法，包括图1和/或14中示出的各实施例，可以通过开发用来执行各步骤的适当算法和命令(比如计算机可执行代码)来执行。另外，所做的确定和决定可以基于各种输入命令(比如方块30处的输入结果)和所获得的数据(比如从方块24的数据或方块604中的模型)。如上述，患者数据可以是与患者或受试者的尺寸有关的人体测量数据，包括前-后尺寸、骨盆尺寸等。因此，在各实施例中，用于各器械的设置和器械选择的决定可以在此数据基础上进行。例如，至少一个被确定的器械设置和所制定的计划可以都基于下述中的至少一个：所获得的数据中的被确定的轴线，所获得的数据中的被确定的平面，所获得的输入中的被识别出的轴线，所述被确定的轴线的算法分析，所获得的数据的理论运动分析，访问所述多个已知器械设置的数据库，访问已知植入体配置的数据库。如上面讨论的，使用者可以输入被确定的和 /或识别出的轴线。另外，所选择的工具(比如软件工具)可被用于分析所获得的数据，用于确定所述数据中各对象(例如骨头、软组织、支撑结构、结构壁)的平面。而且，已知的或开发的器械和假体可具有已知的并且存储在数据库中的配置(例如尺寸，几何形状，材料，尺寸范围)，所选择的系统可以访问所述数据库。再者，所选择的系统可具有用来执行上述命令的通用处理器或所选专用电路，如上面讨论的。在所选实施例中，视觉识别软件可被用于可视化股骨80和引导件200，以便于放置引导件200。在这种情况下，选择可以是安装在股骨80上的传感器，它们在相机的视域中定向，以被视觉识别软件使用来定位引导件200。
应理解如上面讨论的计划不必须限制于远侧股骨准备。例如，在放置近侧胫骨假体的过程中，计划和/或用于实现计划的引导件对于减少步骤和/或确保计划得以实现来说可能是有用的。在植入近侧胫骨假体的手术过程中，比如在印地安那州的Warsaw具有营业场所的Biomet,Inc出售的近侧胫骨假体Vanguard XP Total Knee System，计划可能是有用的。根据各种技术，骨岛被保持在胫骨的近侧表面上，以保持前交叉韧带的连接。切除以形成骨岛利用计划、基于受试者的图像以及被选择的引导件或设置可得以协助，如上面讨论的，所述被选择的引导件或设置用于引导胫骨切除而形成骨岛的。因此，应理解如上面讨论的计划不被限制于解剖学结构的任何特殊部分或不被限制于人类或动物受试者。
出于示意和说明目的，已经提供了对实施例的前述描述。它不意于是穷举性的或限制本发明。特殊实施例的单个元件或特征一般不限制于该特殊实施例，在适当的时候它们是可互换的并且可以在所选实施例中使用，即便没有特别地示意和描述。也可能有很多方式的改变。这种变化不认为是偏离本发明，相反所有这些修改都意于包括在本发明的范围内。
提供了示例性实施例以使本发明是全面的，并且将其范围完全提供给本领域内的那些技术人员。许多特定细节被进行了阐述，比如特殊部件、装置和方法的例子，用于提供本发明的实施例的透彻理解。对于本领域内的技术人员来说很显然地不必须采用这些特殊的细节，示例性实施例可以体现为许多不同的形式，并且它们都不应解释为限制本发明的范围。在一些示例性实施例中，广泛已知的方法、广泛已知的装置结构、以及广泛已知的技术没有进行详细描述。

Claims (3)

1.一种在受试者上进行手术时起辅助作用的系统，包括：
内固定部分或外固定部分中的至少一个；
斜切引导构件，其被配置用于引导前斜切切除或后斜切切除中的至少一个；
相对于所述斜切引导构件可移动的前切除引导件；
相对于所述斜切引导构件可移动的后切除引导件；
移动构件，其被配置用于相对于所述斜切引导构件移动所述前切除引导件或后切除引导件中的至少一个；
保持构件，其被与所述斜切引导构件相关联，用于保持所述移动构件；
所述移动构件上的第一标记；
所述保持构件上的第二标记，其中，所述移动构件被配置用于相对于保持构件移动，以至少使第一标记的第一部分与第二标记选择性对齐；
可操作地连接到所述前切除引导件的第一移动构件；
从所述第一移动构件延伸的第一销，其中，所述第一销被接收在移动构件的第一槽内；
可操作地连接到所述后切除引导件的第二移动构件；和
从所述第二移动构件延伸的第二销，其中，所述第二销被接收在所述移动构件的第二槽内；
其中，根据所述移动构件的转动以及所述第一槽和第二槽的配置，所述第一移动构件以第一速率移动，所述第二移动构件以第二速率移动，所述第一速率与所述第二速率不同。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括：
处理器系统，其被配置用于至少根据受试者的图像数据来确定将与第二标记相关联的所选第一标记值。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述斜切引导构件被固定地连接到所述内固定部分或外固定部分中的所述至少一个。
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