CN108495591A - 对准装置 - Google Patents
对准装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108495591A CN108495591A CN201680078853.4A CN201680078853A CN108495591A CN 108495591 A CN108495591 A CN 108495591A CN 201680078853 A CN201680078853 A CN 201680078853A CN 108495591 A CN108495591 A CN 108495591A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor
- femur
- alignment device
- axis
- shin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
- A61B5/1071—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof measuring angles, e.g. using goniometers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/46—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
- A61F2/4657—Measuring instruments used for implanting artificial joints
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/14—Surgical saws ; Accessories therefor
- A61B17/15—Guides therefor
- A61B17/154—Guides therefor for preparing bone for knee prosthesis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/14—Surgical saws ; Accessories therefor
- A61B17/15—Guides therefor
- A61B17/154—Guides therefor for preparing bone for knee prosthesis
- A61B17/155—Cutting femur
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/14—Surgical saws ; Accessories therefor
- A61B17/15—Guides therefor
- A61B17/154—Guides therefor for preparing bone for knee prosthesis
- A61B17/157—Cutting tibia
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
- A61B17/17—Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires
- A61B17/1739—Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires specially adapted for particular parts of the body
- A61B17/1764—Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires specially adapted for particular parts of the body for the knee
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1121—Determining geometric values, e.g. centre of rotation or angular range of movement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
- A61B5/4538—Evaluating a particular part of the muscoloskeletal system or a particular medical condition
- A61B5/4585—Evaluating the knee
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4851—Prosthesis assessment or monitoring
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
- A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
- A61B17/72—Intramedullary pins, nails or other devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B2017/564—Methods for bone or joint treatment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B2017/564—Methods for bone or joint treatment
- A61B2017/565—Methods for bone or joint treatment for surgical correction of axial deviation, e.g. hallux valgus or genu valgus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
- A61B5/1072—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof measuring distances on the body, e.g. measuring length, height or thickness
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
- A61B5/4528—Joints
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
- A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
- A61B5/743—Displaying an image simultaneously with additional graphical information, e.g. symbols, charts, function plots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/46—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
- A61F2/4684—Trial or dummy prostheses
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pathology (AREA)
- Rheumatology (AREA)
- Geometry (AREA)
- Physiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
本发明公开一种对准装置、对准系统和使用该对准装置的方法。该对准装置包括耦接到股骨的股骨部和安装于胫骨上的胫骨部。本发明公开一种用于测量设置于股骨与胫骨之间的假体膝关节的对准特征的方法。该方法可包括获取对准装置。该对准装置可包括股骨部、胫骨部,且其中所述股骨部和所述胫骨部中的至少一个包括至少一个传感器。该方法还可包括将所述对准装置耦接到所述股骨和胫骨并确定第一运动范围。该方法可进一步包括执行膝关节置换手术并确定第二运动范围。
Description
相关申请的交叉引用
本申请依据35U.S.C.§119(e)主张2015年12月3日提交的美国临时专利申请第62/262,695号的优先权,所述临时专利申请以引用的方式全部并入本申请中。
技术领域
本发明主要涉及整形外科领域,具体地说,涉及膝关节置换外科手术和用于膝关节置换外科手术的对准装置。
背景技术
膝盖是人体中准许弯曲、伸展、旋转以及在股骨与胫骨之间滑动的大且复杂的关节。膝盖可经受身体重量许多倍的力,因此易受到急性损伤以及发展为例如骨关节炎的退行性症状。
膝关节置换或膝关节成形术是置换膝关节的承重表面的外科手术。执行膝关节置换外科手术以便减轻例如以上提到的那些症状相关联的疼痛和伤残。
可部分或全膝置换执行膝关节置换外科手术。通常,外科手术涉及用金属和塑料部件置换膝盖的不健康或受损坏的关节表面,如此能缓解疼痛且被设计成允许膝盖在外科手术后继续运动。
归因于膝关节的各元件之间的复杂本质和相互作用,确保在部分或全部置换膝盖中使用的任何部件恰当地对准是至关重要的。其中部分包括确保当置换部件就位时股骨与胫骨正确地对准,这是由于来自腿的机械或解剖轴线的小变化可导致假体的早期故障。
发明内容
根据实施例,提供一种用于在膝关节处对准股骨与胫骨的对准装置,该装置包括股骨部、胫骨部和徒手传感器。股骨部可具有两个部件。两个部件可以是髓内传感器和髓外传感器。股骨传感器可以在膝关节置换时插入到管腔内或固定于暴露的股骨上。在股骨管腔可使用且可操刀进入时,使用髓内部件。
在由于金属件的存在或者畸形导致股骨管腔不可用仪器的情况下,使用髓外传感器。
将胫骨部平行于胫骨安装于腿上。胫骨部将与股传感器连通,且帮助操作员确保胫骨与股骨的准确对准。将相对对准显示于附接到胫骨部件的屏幕上或远程计算机上。
徒手传感器还无线连接到胫骨部件和股骨部件。这可用于检测试验件关于股骨轴线和胫骨轴线的对准。这可提供内翻-外翻、矢状和转动对准信息。
在一个方面,本文提供一种对准装置。对准装置可包括耦接到股骨的股骨部和安装于胫骨上的胫骨部。
在又一方面,本文提供一种用于测量设置于股骨与胫骨之间的假体膝关节的对准特征的方法。该方法可包括获取对准装置。对准装置可包括股骨部、胫骨部,且股骨部和胫骨部中的至少一个包括至少一个传感器。该方法还可包括将所述对准装置耦接到股骨和胫骨,并确定第一运动范围。该方法可还包括执行膝关节置换手术并确定第二运动范围。
本发明的这些和其它目的、特征和优点将从以下结合附图进行的本发明的各个方面的详细描述变得显而易见。
附图说明
并入在说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明了本发明的实施例,并且与本申请中的详细描述一起用以解释本发明的原理。需要强调的是,根据行业中的标准实践,各特征未按比例绘制。事实上,为了论述清晰起见,可任意增大或减小各特征的尺寸。图式仅用于说明优选实施例的目的并且不应被解释为限制本发明。
现将仅通过实例且参照附图来描述实施例,其中:
图1是根据本发明的一个方面使用髓内传感器且定位于患者的腿的一部分上的对准装置的侧视图;
图2是根据本发明的一个方面的图1的对准装置的正视图;
图3是根据本发明的一个方面使用髓外传感器且定位于患者的腿的一部分上的对准装置的侧视图;
图4是根据本发明的一个方面的图3的对准装置的正视图;
图5以正视图示出根据本发明的一个方面的徒手(freehand)传感器和其应用到试验性股骨部件的远端;
图6示出根据本发明的一个方面的徒手传感器和其应用到股骨试验部件的侧视图;
图7示出根据本发明的一个方面的徒手传感器在胫骨切割表面的应用以及在试验性胫骨部件的表面上的应用;且
图8示出根据本发明的一个方面的用于使用对准装置的方法的一个实施例。
具体实施方式
一般说来,本申请中公开的是一种对准导件的实施例。另外,论述一种用于使用对准导件的方法。
在详细的描述和所附权利要求书中,词语近端、远端、前、后、中间、侧向、上面、下面、背侧和脚底(plantar)按其标准使用来定义,用于表示根据天然骨头的相对设置的骨头或植入体的特定部分或方向参考术语。举例来说,“近端”意味着导件或骨头最接近躯干的部分,而“远端”指示导件或骨头最远离躯干的部分。至于方向术语,“前”是朝向身体的前侧的方向,“后”意味着朝向身体的背侧的方向,“中间”意味着朝向身体的中间线,“侧向”是朝向侧面或远离身体的中间线的方向,“上面”意味着在另一物体或结构上方的方向,且“下面”意味着在另一物体或结构下方的方向。另外,具体地关于脚,术语“背侧”指脚的顶部,且术语“脚底”指脚的底部。
膝盖关于髋部和脚踝的对准通过测量股骨的机械轴线(mechanical axis)与胫骨的机械轴线之间的角度来确定。股骨的机械轴线与股骨的解剖轴线产生5到7度的角度。胫骨的机械轴线被视为与解剖轴线共线。当膝关节的天然对准和定向被破坏时,在固定界面处的后续接合不稳定、不平衡和应力可发生。这种类型的损坏的校正可能需要对受影响的膝关节中的一些或全部进行手术置换。
理想地,膝关节置换手术应恢复下肢的机械轴线,使得从髋部的中心绘制到脚踝的中心的线应穿过膝盖的中心。虽然这是膝关节置换外科手术的目标,但重要的是应注意,不同个体的机械轴线中存在很大变化。
通常,膝关节置换外科手术涉及暴露膝盖的前部,从而允许暴露股骨的远端(下部)和胫骨的近端(上部)。然后使用定向到骨头的长轴的切割导件将这些骨头的端部准确地切割成型。然后使用合适的粘合剂或无粘合剂技术使金属部件嵌入到骨头上。
常规膝关节置换仪器允许准确测量切割夹具相对于股骨和胫骨的解剖轴线的定位。然而,一旦已进行了骨头切割它们不允许进行对准检查。此外,在侧面中对准膝盖应彰显膝盖能够在手术后完全伸直(伸展)。常规机械仪器不具有测量这个或测量达成的弯曲范围的系统。
需要股骨部件与胫骨部件的转动应紧密配合。胫骨转动的误差会导致假体的早期故障和高的返修率。
因此对准是在确定膝关节置换的耐久性时的重要的外科手术控制因素,这是由于偏离正常对准的任何明显不同通常将导致患者的疼痛和不适,以及关节置换的部件倾向于比其它情况磨损得快。
为了达成合意的对准,部件的准确放置和膝关节关于髋部和脚踝的相对定位是关键。根据实例且如图1-7中所示,提供对准装置20、30,用于在膝关节处对准股骨1与胫骨2。对准装置20、30准许测量各种平移、回转和转动方面。如果尚未达成需要的对准,那么还可进行骨头和软组织手术以达成恰当的对准。装置20、30将允许复检骨头切口的对准和准确度。其还将允许一旦试验性部件或实际植入体就位时进行对准检查。
装置20、30包括股骨部22、32、胫骨部24和徒手传感器12。股骨部22、32可为两种类型,其每个可单独使用,或可相互结合使用两个股骨部。这两种类型为传感器棒4(如下文参看图1和2更详细地描述)和平板式传感器装置10(如下文参看图3和4更详细地描述)。
图1-7示出根据一个实施例的实例对准装置20、30的部分。如图1和2中所示,装置20包括股骨部22、胫骨部24和如图5-7中所示的徒手传感器12。装置20的股骨部22包括传感器棒4。传感器棒4可以是例如充当传感器(图未示)的外壳的棒。传感器(图未示)可定位于棒4内。传感器(图未示)也可与棒4共线,使得棒4的位置与传感器匹配对准。棒4可逆行(从股骨的下端)插入到股骨髓内管内。棒4的一端具有胶带或弦7,可用以辅助其从管内移出。棒4此后叫作股骨髓内传感器(“FIS”)4。一旦插入到股骨1内,FIS 4充当用于股骨干的解剖轴线的参考。
如图3和4中所示,装置30包括股骨部32和胫骨部24。装置30的股骨部32包括平板式传感器装置10。平板式传感器装置10可包括(例如)外壳和定位于外壳内的传感器(图未示)。外壳内的传感器10具有三轴加速度计和三轴陀螺仪中的至少一个。传感器4、10中的至少一个可用以监视三维坐标参考系中的定向,且产生对应于传感器4或传感器10的定向的定向数据。平板式传感器装置10可附接于患者的股骨的前部上以定位供髓外对准的传感器(图未示)。
平板式装置10可固定到股骨1的表面。通常,该表面将为前(前部)方位,但其可在股骨1的任一侧或部分上。平板式装置10具有固定机构11以将平板式装置10固定到股骨1。髓外传感器10的外壳上的夹具11可以(例如)被设计成包括螺钉、夹具、栓钉或任何其它合适的固定方法。此后这被称作股骨髓外传感器(“FES”)10。
传感器4和传感器装置10中的每一个可具有三轴加速度计和三轴陀螺仪中的至少一个。传感器棒4和传感器装置10中的至少一个可用以监视三维坐标参考系中的定向且产生对应于棒4和/或装置10的定向的定向数据。棒4可为外壳以固持传感器。传感器可与棒4共线,由此,允许棒4的位置与传感器匹配对准。类似地,对于髓外传感器10,用于髓外对准的传感器4、10的外壳附接在股骨1的前部上。
虽未示出,但还预料到,对准装置20、30可包括感应棒4(如参看图1和2的以上更详细地描述)和平板式传感器装置10(如参看图3和4的以上更详细地描述)两者。
装置20、30的胫骨部24包括安装于两个夹具8上的传感器棒5。传感器棒5可包括(例如)外壳和传感器(图未示)。传感器(图未示)可包括于传感器棒5的外壳中。传感器的轴线(图未示)与外壳的轴线可共线定位,以允许当将棒5对准解剖学胫骨轴线时传感器(图未示)的轴线与胫骨的解剖学轴线相匹配。外壳内的传感器棒5可具有(例如)三轴加速度计和三轴陀螺仪中的至少一个。传感器棒5可以(例如)用以监视三维坐标参考系中的定向且产生对应于传感器棒5的定向的定向数据。传感器5的轴线与外壳可以(例如)共线。在一个实施例中,如果传感器5匹配胫骨轴线,那么传感器5的轴线可匹配胫骨轴线。传感器棒5的外壳可通过例如夹具8(包括栓钉、螺钉或其它紧固件)附接到患者的腿上。
夹具8允许调整传感器棒5的位置,使得可关于胫骨2或患者的腿的机械轴线对准。夹具8可包括(例如)可围绕患者的腿打开或闭合的弹簧负载臂。还预料到,夹具8可以是(例如)两个分开的臂,其可一起附接于患者的腿周围以将传感器棒5定位和紧固到患者。另外,还预料到,夹具可以是(例如)围绕患者的腿延伸且在每一端通过(例如)卡钩、卡扣或其它紧固件或任何其它附接方法紧固在一起以允许稳定接触的松紧带或带子。
夹具8还可包括定位于夹具8与传感器棒5的外壳之间的可移动接头。可移动接头允许传感器棒5在任一侧(向中间和侧向)或向近端/向远端(上或下)向前或向后拉动,同时夹具8保持固定到患者的腿。
夹具8附接到两个弯曲臂9,这有助于将胫骨部24紧固到腿。希望一旦弯曲臂9和夹具8被安装,胫骨传感器5平行于胫骨2的骨干。
通过任何已知方式将传感器棒5连接到屏幕6。屏幕6显示股骨传感器4和/或10与胫骨传感器5的关系。屏幕6可显示(例如)展示传感器4和/或10与患者的腿的位置的图像,以及指示两个传感器之间的角度(以度计)的数值。
所述连接可铰接以允许传感器棒5方便定位,使得其可被操作员观察到。其可装备有听觉信号,所述听觉信号指示股骨传感器4和/或10何时与胫骨传感器5对准。听觉信号将通过可包含于显示器6的外壳内的扬声器(图未示)来广播。
出于存储、处理、显示或打印信息的目的,可能将显示器6连接到外部计算机。显示单元6可直接并入到传感器5内,以便使其为组合单元。传感器棒4、平板式传感器装置10和传感器棒5可各自与显示器6无线通信、有线连接通信、或以有线和无线的组合方式进行通信。
在图1和2中,股骨髓内传感器4具有固定在一端的胶带7。这可为单股或不止一股,且胶带7可对在股骨部件的最终植入前将棒4抽出有用。
股骨髓内传感器4的形状希望是(例如)圆柱形,但也可以使用可容纳在股骨管腔中的任何其它形状。传感器4可为可扩展的以使其自身轮廓符合髓管的形状。整个对准仪器20、30可由可被灭菌以在在外科手术期间使用的材料制成。此外,对准仪器20、30的部分可由可灭菌材料或一次性材料制成。在膝关节置换手术期间,股骨髓内传感器4可多次被移出且再插入到髓管,以便准许对骨头切口或假体位置的调整。可考虑在膝关节弯曲成一定角度(例如,90°),以暴露用于插入/移出的管腔时,进行该插入和移出。
做出到股骨内的通道,作为膝关节置换中的标准技术的部分,且该通道可用于股骨髓内传感器4。
对准装置20、30还可包括徒手传感器12,如图5-7中所示。徒手传感器12可包括外壳和传感器。传感器12可具有三轴加速度计和三轴陀螺仪中的至少一个。传感器12可以(例如)用以监视三维坐标参考系中的定向,且产生对应于棒12的定向的定向数据。
如图5中所示,徒手传感器12包括两个块13、14,用以将其抵靠正在进行测量对准的表面而放置。块13可具有到棒12的固定附接。徒手传感器12包括用于传感器(图未示)的外壳的棒。块13、14允许沿着块13、14的轴线放置徒手传感器棒12。每个块13、14可与股骨或胫骨试验件相对地固持,例如,一个块13、14可接触中间侧,且另一块13、14可接触侧边。在一个实施例中,当在患者的骨头中尝试不同大小的股骨和胫骨试验性部件时,块13可为固定的,且块14可为移动的。块14可从一侧移动到另一侧以允许抵靠不同大小的股骨和胫骨试验性部件放置。块14可在(例如)棒12中的轨道内移动,该棒12被准直以用于块14的从一侧到另一侧的移动。块13、14可接触(例如)中间侧或侧边上的股骨试验件上的最远端点以允许股骨试验性假体关于髓内棒传感器4的内翻或外翻角的确定。块13、14也可与试验件的股骨髁上的最前点相对设置。与胫骨转动相比,块13、14的定位允许转动股骨部件。另外,在胫骨侧上,块13、14可被放置使得一个在中间侧上接触胫骨的切口表面,且另一个位于侧边上以使能够获得胫骨试验性假体的内翻和外翻对准。如果将棒12放置在胫骨的切口表面上在前后方向上,那么可关于由棒12给出的胫骨轴线来确定胫骨上的后倾角。
徒手传感器12可抵靠股骨部件的远(下部)端放置,且这将允许测量股骨试验部件15关于髓内传感器4的内翻和外翻角。
现参看图6,传感器12也可放置在股骨试验部件15的前表面上以示出股骨试验件15的转动。在进行测量的同时,传感器12可抵靠股骨试验部件15固持。
可基于这个测量使胫骨试验件匹配股骨试验件15。
如图7中所示,徒手传感器12也可放置在胫骨1的切口表面上,并且这允许检查胫骨切口关于胫骨轴线的内翻或外翻对准。另外,胫骨试验件16可放置于胫骨表面并进行对准检测。
装置与其各种部件一起允许在膝关节置换外科手术中检测一系列对准指标。如果未达成所要的对准,那么使用传统仪器进行进一步外科手术以校正对准,并再次使用装置20、30验证最终结果。
图8示出使用对准装置20、30的方法,并由下文进行更详细地描述。该方法可包括(例如)对患者的腿执行临床评估100,手术暴露膝关节110,选择且附接至少一个股骨传感器到患者的股骨120,选择且附接胫骨传感器到患者的胫骨130,记录传感器的相对位置的测量结果140,移出至少一个股骨传感器和胫骨传感器150,准备患者的股骨和胫骨160,再插入股骨和胫骨传感器170,放置试验植入体且检测传感器的相对对准180,使用手持传感器检测试验植入体的对准190,移出试验植入体和传感器以使用标准仪器进行任何进一步调整以达成所要的变形(deformity)的校正200,再插入传感器和试验植入体以确保已达成所要的校正和对准210,使用手持传感器再次检查试验植入体的对准220,记录变形的准确校正和对准的修复230,移出股骨传感器和胫骨传感器以完成最终植入体的插入240,使用手持传感器检测植入体的最终对准且记录测量结果250,和使用股骨传感器和胫骨传感器测量且记录最终腿对准260。
继续参看图8,在膝关节置换手术前,进行临床评估以检测肢对准、任何固定屈曲变形、弯曲范围和各种其他参数。
在膝关节置换手术时,初始步骤是暴露膝盖。可以以各种方式进行股骨1的准备。传统股骨夹具涉及在股骨远端中打孔以能够进入髓管。在此情形下,可使用股骨髓内传感器4。随着患者特定仪器的发展,不再需要进入股骨管腔,并且在那种情形下,可使用髓外传感器10。此外,当患者股骨管腔(例如)因先前外伤或外科手术而受阻或占据,可使用髓外传感器10。此外伤或外科手术情形可包括但不限于股骨髓内棒、先前外伤、现有膝关节置换的股骨柄(stem)、来自髋部的长柄股骨部件或在骨折稳定中使用的金属件。
如果选择股骨传感器4,那么将适当大小的股骨传感器4插入到患者体内。接下来,将胫骨传感器5安装于腿上,且检测传感器4与传感器5的相对位置。这应在充分伸展的情况下(其中腿尽可能地直)和在弯曲的情况下(其中膝盖充分弯曲)进行。在检测传感器4、5的相对位置时,可记录例如以下的信息:(1)膝盖的移动范围(弯曲和伸展范围);和(2)在充分伸展的情况下和在不同弯曲度的情况下对膝盖加压时的内翻和外翻稳定性。可电子记录或从硬拷贝中打印记录相对位置信息或数据。
如果选择了股骨髓外传感器10,那么可关于髓内传感器4来校准股骨髓外传感器10。一旦校准了髓外传感器10,可移出髓内传感器4。可将髓外传感器10连同胫骨传感器5一起使用,而不需要髓内传感器4。这在股骨管腔受阻或被占据的情形中是有用的。
当股骨管腔受阻或被占据时,髓外传感器10可用作参考,而不用通过将传感器10沿着股骨的前表面放置来进行校准。替代地,可在计算机导航外科手术中使用传感器10以找到股骨头的中心。可通过将传感器10放置在患者的股骨上且在不同平面中移动股骨来找到股骨头的中心。在移动患者的股骨时从传感器10获得的数据可接着用以推导股骨头的中心。
股骨管腔可能受阻的实例是使用股骨柄的修正膝盖外科手术。可检测髓外传感器10与胫骨传感器5的相对位置。可通过将腿从充分伸展移动到弯曲来检测相对位置。当移动腿时,传感器10、5的相对位置可用于获取膝盖的移动范围和获取在对膝盖加压时的内翻/外翻稳定性。
股骨髓外传感器10上的夹具11允许调整位置,使得当使用两个传感器4、10时,髓外传感器10可与髓内传感器4对准。通过胫骨传感器5,可单独检测各个传感器4、10或组合检测传感器4、10。
在此之后,移出股骨传感器4、10和胫骨传感器5,使用标准仪器继续进行膝关节置换手术。股骨1和胫骨2做适当骨头切口。一旦在骨头1、2中做了切口,如图6-7中所示,可放置试验植入体15、16检测临床上的平衡。这一阶段,股骨传感器4、10和胫骨传感器5再次与就位的试验植入体15、16安装在一起,针对一开始记录的参数进行另一检测。这包括移动范围和加压时内翻和外翻的膝盖稳定性。从装置获得的信息有助于确认临床评估。还记录来自装置的信息。如果存在后遗弯曲变形或膝盖中的韧带不平衡,那么这些可通过标准手术技术来校正。试验件15、16与装置20、30安装在一起,且使用股骨和胫骨传感器4和/或10、5重新检测对准。
徒手传感器12可用以检测股骨和胫骨试验部件15、16的对准,以及实际股骨和胫骨关节置换部件的对准。可在已将植入部件插入到患者的腿内后使用徒手传感器12以确定部件的最终对准是否匹配所要的对准。举例来说,可将传感器12放置在股骨部件的远端,以确定股骨部件的内翻或外翻对准。类似地,传感器12可放置在胫骨部件上以确定内翻或外翻对准和测量胫骨的后倾角。
本申请包括检测一个传感器相对于另一个传感器的定位的原理。在替代性实施例中,本文中公开的装置可应用于任何外科手术领域,借助该装置外科医生能够对准两个仪器或骨头,或确定两个仪器或骨头的相对对准,或其组合。
举例来说,对准装置可用于在全髋部置换中插入股骨柄,其中一个传感器安装于股骨上,另一个安装于用以插入股骨柄的把手上。其还可用于肘部外科手术中来确定肱部与前臂之间的关系,和客观地记录移动范围。其还可用于外伤外科手术中,其中需要移动范围的记录,其中一个传感器安装于待测试的关节的任一侧上。
本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且无意限制本发明。如本文所使用,单数形式“一”和“所述”旨在还包括复数形式,除非上下文另外清楚地指示。还应理解,术语“包括(comprise)”(和包括的任何形式,例如“comprises”和“comprising”)、“具有(have)”(和具有的任何形式,例如“has”和“having”)、“包括(include)”(和包括的任何形式,例如“includes”和“including”)以及“含有(contain)”(和含有的任何形式,例如“contains”和“containing”)是开放式连结动词。因此,“包括(comprises)”、“具有”、“包括(includes)”或“含有”一个或多个步骤或要素的方法或装置具有那一或多个步骤或要素,但不限于仅拥有那一个或多个步骤或要素。同样,“包括(comprises)”、“具有(has)”、“包括(includes)”或“含有(contains)”一个或多个特征的方法的步骤或装置的要素具有那一个或多个特征,但不限于仅具有那一个或多个特征。此外,以某种方式配置的装置或结构以至少那种方式配置,但是也可以以未列举的方式配置。
已参照优选实施例来描述本发明。可以理解的是,本文中所描述的架构和操作实施例示范性地说明提供相同一般特征、特性和一般系统操作的多个可能设置。其他人在阅读且理解前面的详细描述之后将能想到许多修改和更改。本发明旨在解释为包括所有此类修改和更改。
Claims (20)
1.一种用于在膝关节处对准股骨与胫骨的对准装置,其特征在于,所述装置包括:
与所述股骨耦接的股骨部;以及
安装于所述胫骨上的胫骨部。
2.根据权利要求1所述的对准装置,其特征在于,所述股骨部与所述胫骨部可通过有线连接。
3.根据权利要求1所述的对准装置,其特征在于,所述股骨部与所述胫骨部可无线连接。
4.根据权利要求1所述的对准装置,其特征在于,所述股骨部的长轴平行于股骨干的长轴的平面。
5.根据权利要求1所述的对准装置,其特征在于,所述胫骨部的长轴平行于胫骨干的长轴的平面。
6.根据权利要求1所述的对准装置,其特征在于,所述股骨部和所述胫骨部由从可灭菌材料和一次性材料中选择的材料制成。
7.根据权利要求1所述的对准装置,其特征在于,还包括:所述胫骨部上的传感器,所述传感器用于测定股骨轴线与胫骨轴线之间的关系。
8.根据权利要求7所述的对准装置,其特征在于,所述胫骨部上的所述传感器包括:三轴加速度计和三轴陀螺仪中的至少一个。
9.根据权利要求7所述的对准装置,其特征在于,所述传感器通过两个夹具耦接到所述胫骨。
10.根据权利要求7所述的对准装置,其特征在于,所述对准装置还包括:显示器,且其中所述显示器与所述传感器无线耦接。
11.根据权利要求1所述的对准装置,其特征在于,所述对准装置可以记录股骨轴线与胫骨轴线的相对对准。
12.根据权利要求1所述的对准装置,其特征在于,所述股骨部包括:至少一个传感器。
13.根据权利要求12所述的对准装置,其特征在于,所述至少一个传感器包括:三轴加速度计和三轴陀螺仪中的至少一个。
14.根据权利要求12所述的对准装置,其特征在于,所述至少一个传感器包括:用于固持所述传感器的外壳。
15.根据权利要求12所述的对准装置,其特征在于,所述至少一个传感器为徒手传感器。
16.根据权利要求11所述的对准装置,其特征在于,所述至少一个传感器通过两个夹具耦接到所述股骨。
17.一种用于测量设置于股骨和胫骨之间的假体膝关节的对准特征的方法,其特征在于,包括:
获取对准装置,所述对准装置包括:
股骨部;
胫骨部;并且
其中所述股骨部和所述胫骨部中的至少一个包括至少一个传感器;
将所述对准装置耦接到所述股骨和所述胫骨;
确定第一运动范围;
执行膝关节置换手术;以及
确定第二运动范围。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述至少一个传感器选自三轴加速度计和三轴陀螺仪中的至少一个。
19.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,还包括:获取徒手传感器,以检测股骨试验部件和胫骨试验部件、并定位至少一个实际植入体。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述徒手传感器包括三轴加速度计和三轴陀螺仪中的至少一个。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562262695P | 2015-12-03 | 2015-12-03 | |
US62/262,695 | 2015-12-03 | ||
PCT/GB2016/053832 WO2017093769A1 (en) | 2015-12-03 | 2016-12-05 | Alignment device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108495591A true CN108495591A (zh) | 2018-09-04 |
Family
ID=57570084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680078853.4A Pending CN108495591A (zh) | 2015-12-03 | 2016-12-05 | 对准装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180289286A1 (zh) |
EP (1) | EP3383284B1 (zh) |
CN (1) | CN108495591A (zh) |
WO (1) | WO2017093769A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112754665A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-07 | 吉林大学 | 一种用于胫骨高位截骨术的骨科智能机器人 |
CN114053003A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-02-18 | 陕西麟德惯性电气有限公司 | 一种e-TKA置换系统 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7559931B2 (en) | 2003-06-09 | 2009-07-14 | OrthAlign, Inc. | Surgical orientation system and method |
US20100063509A1 (en) | 2008-07-24 | 2010-03-11 | OrthAlign, Inc. | Systems and methods for joint replacement |
AU2009291743B2 (en) | 2008-09-10 | 2015-02-05 | Orthalign, Inc | Hip surgery systems and methods |
US10869771B2 (en) | 2009-07-24 | 2020-12-22 | OrthAlign, Inc. | Systems and methods for joint replacement |
US9649160B2 (en) | 2012-08-14 | 2017-05-16 | OrthAlign, Inc. | Hip replacement navigation system and method |
EP3595550A4 (en) | 2017-03-14 | 2020-12-30 | OrthAlign, Inc. | SYSTEMS AND METHODS FOR MEASURING AND COMPENSATING SOFT TISSUE |
CN109009582B (zh) * | 2018-08-29 | 2020-07-28 | 中山市中医院 | 膝关节置换测量装置及测量系统 |
WO2021188798A1 (en) * | 2020-03-20 | 2021-09-23 | OrthAlign, Inc. | Systems and methods for limb alignment |
CN111956296A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-11-20 | 嘉思特华剑医疗器材(天津)有限公司 | 一种胫骨高位截骨术手术导板用内外踝定位模块 |
WO2024187245A1 (en) * | 2023-03-16 | 2024-09-19 | Viortec Pty Ltd | Surgical clamp |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050113846A1 (en) * | 2001-02-27 | 2005-05-26 | Carson Christopher P. | Surgical navigation systems and processes for unicompartmental knee arthroplasty |
US7048741B2 (en) * | 2002-05-10 | 2006-05-23 | Swanson Todd V | Method and apparatus for minimally invasive knee arthroplasty |
US20110213221A1 (en) * | 2005-03-29 | 2011-09-01 | Roche Martin W | Method for Detecting Body Parameters |
AU2013262624B2 (en) * | 2012-05-18 | 2018-03-01 | OrthAlign, Inc. | Devices and methods for knee arthroplasty |
EP3043725A4 (en) * | 2013-09-13 | 2017-05-31 | Orthosensor Inc. | Kinetic assessment and alignment of the muscular-skeletal system and method therefor |
-
2016
- 2016-12-05 WO PCT/GB2016/053832 patent/WO2017093769A1/en active Application Filing
- 2016-12-05 CN CN201680078853.4A patent/CN108495591A/zh active Pending
- 2016-12-05 EP EP16812788.4A patent/EP3383284B1/en active Active
-
2018
- 2018-06-01 US US15/995,324 patent/US20180289286A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112754665A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-07 | 吉林大学 | 一种用于胫骨高位截骨术的骨科智能机器人 |
CN114053003A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-02-18 | 陕西麟德惯性电气有限公司 | 一种e-TKA置换系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3383284B1 (en) | 2020-10-28 |
WO2017093769A1 (en) | 2017-06-08 |
US20180289286A1 (en) | 2018-10-11 |
EP3383284A1 (en) | 2018-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108495591A (zh) | 对准装置 | |
JP6643508B2 (ja) | 関節手術における軟組織平衡化 | |
US11712350B2 (en) | Devices and methods to prevent joint instability following arthroplasty | |
EP3270832B1 (en) | A surgical aid for joints | |
JP3990719B2 (ja) | 人工膝関節置換手術支援用髄内ロッド及びそれを用いた手術の支援システム | |
US8323290B2 (en) | Tensor for use in surgical navigation | |
JP2018149403A (ja) | 膝関節形成術用の装置および方法 | |
CN111329584B (zh) | 外科规划和方法 | |
JP2015516228A (ja) | 携帯型追跡システム、携帯型追跡システムを用いる方法 | |
JP2008526427A (ja) | 膝関節形成術におけるコンピュータ支援による靭帯バランシング | |
JP2009511211A (ja) | 骨切除−システムおよび方法 | |
AU2008323521A1 (en) | Leg alignment and length measurement in hip replacement surgery | |
US8926532B2 (en) | Goniometer | |
WO2010125474A2 (en) | Device and method of determination of the knee flexion axis in computer assisted surgery | |
Zimmermann et al. | A new approach to implant alignment and ligament balancing in total knee arthroplasty focussing on joint loads | |
US20240090952A1 (en) | Pinless navigation system | |
Kluge | (iv) Computer-assisted knee replacement techniques | |
TW202408432A (zh) | 設計手術器械的方法 | |
Mattes et al. | Navigated total knee arthroplasty with the Navitrack® system | |
Stiehl et al. | Navigation and soft-tissue balancing of LCS total knee arthroplasty | |
Chauhan | Computer-assisted minimally invasive total knee arthroplasty | |
Strauss et al. | Navigation and Soft-Tissue Balancing of LCS TKA | |
Benabdeslam et al. | Interest Of Navigation Surgery In Total Knee Arthroplasty |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180904 |