CN109310504A - 用于制备假体膝关节的胫骨部件的胫骨近端表面的装置和方法 - Google Patents

用于制备假体膝关节的胫骨部件的胫骨近端表面的装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于制备假体膝关节的胫骨部件的胫骨的近端表面的装置，其中该装置包括有助于限定参考平面的制备板。切割导向装置包括指示器，该指示器为切割刀片或锯提供定向，以与参考平面相同地切割胫骨近端表面的最终骨切除。在关节衬里和切割导向装置之间还存在安装装置，使得在第一安装位置，切割引导件的指示器与由关节衬里的下侧限定的相同参考平面对齐，并且其中安装装置也提供了第二安装位置，其中切割引导件的指示器与关节衬里的下侧的相同的参考平面取向对齐，但在胫骨的初始切除的近端表面下方，其中将发生骨的最终切除。

Description

用于制备假体膝关节的胫骨部件的胫骨近端表面的装置和 方法
技术领域
本发明涉及一种用于制备假体膝关节的胫骨部件的胫骨近端表面的改进的装置和方法。
更具体地，本发明涉及胫骨近端表面的制备，使得胫骨近端表面上的最终骨切除的水平和/或轮廓能够在假体膝关节的胫骨部件和/或股骨部件之间提供平衡的稳定性，以允许膝关节通过其从伸展、中屈曲到屈曲然后再返回的角度运动来进行稳定和平衡的运动。
背景技术
参考整个说明书，尽管已经描述的大部分是用于全膝置换的胫骨的完整近端表面的制备，但是待描述和待定义的本发明的范围也旨在包括单室膝置换(其中膝关节的一部分、例如一半，需要假体)。
迄今为止，如在申请人的早期国际PCT申请PCT/AU2015/000643中公开的那样，申请人能够提供一种装置和方法，使得胫骨的近端表面或胫骨表面的最终骨切除的轮廓提供在膝关节置换中的最佳胫骨部件定位，使得在膝从伸展到中屈曲到屈曲的整个运动弧度内，假体膝关节的胫骨部件之间存在稳定且平衡的运动。
实现这种有利结果的能力依赖于利用可调节胫骨和股骨制备板、稳定间隙导向钻板以及最后的稳定间隙刳刨板(router plate)的装置。因此，之前需要建立稳定间隙，完成钻孔步骤，然后在最终的胫骨骨切除完成之前进行最终刳刨(routing)。
使用申请人的早期发明，一旦胫骨和股骨稳定间隙制备板通过用户调整胫骨和股骨稳定间隙制备板的每个延伸突片(tab)的高度可调节性来确定合适的稳定间隙，该相对高度(现在上下文中为切除到胫骨表面的深度)然后需要从胫骨的近端表面切除，以便建立胫骨近端表面的整体轮廓，以使胫骨部件停留在其上。
申请人已经发现，虽然稳定间隙钻板以及之后使用稳定间隙刳刨板最终提供了胫骨表面的必要轮廓，从而在膝关节置换(包括全膝置换和单室膝置换)中提供了最佳的胫骨部件定位，为了实现最终的骨切除而实施和使用的稳定间隙导向钻板和稳定间隙刳刨板可能是繁琐、耗时、由于步骤太多而容易出错的，并且如果不使用技能，可能导致不能基于由胫骨和股骨稳定间隙制备板提供的最初限定的稳定间隙正确地建立最终骨切除。
虽然申请人先前的发明通过使用胫骨和股骨制备板可以确定和限定用于患者手术后平衡的膝关节运动的合适间隙，但稳定导向钻板和稳定间隙刳刨板需要许多其他步骤，使用过多的专用装置，并且对于那些进行手术的人来说需要更多的技能，以便实现胫骨近端表面的必要轮廓。
鉴于主要地，申请人早期发明的重要性在于实现了能够制造可用的胫骨和股骨稳定制备板以找到胫骨和股骨部件所需的合适间隙，能够提出一种可以更容易地转化胫骨和股骨稳定间隙制备板获得的结果的改进和完善的装置和方法将是有利的，从而方便、安全、一致而无需在其他情况下可能需要的专业技能，能够确定一旦胫骨的精细骨切除完成，由胫骨和股骨间隙制备板建立的确定的适合间隙最终正确地导致胫骨近端表面的必要轮廓。
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的装置和方法，一旦胫骨和股骨稳定间隙制备板已经确定并且能够限定胫骨部件和股骨部件用于平衡并且稳定的膝关节运动所需的稳定间隙，其后这种稳定间隙的测量将更方便、安全和一致地转换成简化的步骤，以通过精细骨切除完成胫骨近端表面的必要轮廓。
当阅读以下说明书时，本发明的其他目的和优点将变得显而易见。
发明内容
在本发明的一种形式中，提供了一种用于制备假体膝关节的胫骨部件的胫骨近端表面的装置，所述装置包括：
胫骨和股骨稳定间隙制备板，所述胫骨和股骨稳定间隙制备板适于放置在胫骨的初始切除的近端表面上，所述胫骨和股骨稳定间隙制备板进一步包括一个上侧，所述上侧具有多个用户可操作的高度可调节的延伸突片，其中每个用户可操作的高度可调节的延伸突片适于接合关节衬里的下侧，其中所述关节衬里包括上铰接表面以接合膝关节的股骨部件，使得所述多个用户可操作的高度可调节的延伸突片的高度调节限定稳定间隙，作为在伸展、中屈曲和屈曲中的每一个中进行的测量，其中稳定间隙与限定在关节衬里的下侧上的参考平面相当，其中与所述参考平面一致的胫骨近端表面的最终骨切除提供了在伸展、中屈曲和屈曲的整个运动弧度中的假体膝关节的胫骨部件和股骨部件之间的平衡角运动；
胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置，所述胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置包括具有指示器的切割引导件，其中指示器提供用于切割刀片或锯的参考引导，以切割胫骨近端表面的最终骨切除；
所述关节衬里和所述胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置包括一个安装装置，其中安装装置构造成在所述关节衬里与所述胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置之间提供第一安装位置，其中切割引导件的指示器与由关节衬里的下侧限定的参考平面相同的参考平面对齐；
所述安装装置进一步构造成提供第二安装位置，其中与关节衬里的下侧的相同参考平面对齐的切割引导件的指示器可在胫骨的初始切除的近端表面下方调节。
有利地，本发明提供了一种更加一致、方便和安全的可再现的装置和方法，用于为胫骨的近端表面建立适当的最终切除，使得在患者手术后，在伸展、中屈曲和屈曲的整个运动弧度中，在假体膝关节的胫骨部件和股骨部件之间存在稳定的平衡角运动。
以前，稳定间隙在提供关于如何对胫骨的近端表面进行造型以获得假体膝关节的最佳制备的导向的同时，其还涉及进行最终切除切割的复杂方式。
首先是稳定间隙导向钻板将孔钻到一定深度，该深度通过每个相应的延伸突片的高度调节来确定，当胫骨和股骨稳定间隙制备板放置在胫骨表面上的初始切除体(box)时，延伸突片由用户调整，意味着必须向下钻到与每个相应的延伸突片的调整高度相应的水平，并且一旦稳定间隙钻板被撤回，则需要尝试完成最后的骨切除，其中必须使用稳定刳刨板，以便围绕钻出的骨孔整平胫骨的近端表面。
不使用传统的切割刀片或锯，这种稳定间隙刳刨板必须包括一系列垂直安装件，这些安装件将通过稳定间隙导向钻板步骤接合钻入胫骨近端表面的钻孔。然后，刳刨机需要完成骨切除，以便可以将所有骨切割到每个钻孔的深度，以再次最终提供所需的异形表面。
有利地，通过改进的装置，本发明简化了该过程。通过认识稳定间隙的重要性，然后使用该测量并将其转换为由关节衬里下侧的方向定义的“参考平面”，该参考平面在被复制为在胫骨近端表面的初始切除切口下方的骨中的最终骨切除切口时提供了必要的表面轮廓，当假体膝关节的胫骨部件植入患者的膝关节时，其将被配置成使得假体膝关节的胫骨和股骨部件之间的平衡稳定性成为可能，无论该假体膝关节是单室膝置换还是全膝置换。
一旦胫骨和股骨稳定间隙制备板通过用户可操作的高度延伸突片通过接合关节衬里的下侧建立了该参考平面，则安装装置具有这样的装置，其中该参考平面可以在位于胫骨的最初切除的近端表面下方的该新骨中复制。
在建立第一安装位置时，关节衬里与胫骨近端表面的最终骨切除切割装置之间的接合使得切割引导件的指示器已经对准，以复制与关节衬里下侧的参考平面相同的对准或轮廓。
然而，仅仅具有指示器的必要对准仍然不足以完成最终切除切割并且指示器需要在初始安装位置之后在第一安装位置降低，因此指示器定位在对胫骨近端表面的骨进行的初始切除的下方的新骨的位置，因为在最终切除中待切割的新骨将具有必要的结构完整性以支撑假体膝关节的部件。
优选地，安装装置构造成通过至少一个槽和至少一个相应的凸耳在胫骨和股骨稳定间隙制备板之间提供第一安装位置。
优选地，关节衬里包括至少一个槽，并且胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置包括用于该槽或每个槽的一个凸耳或相应的凸耳，或者其中关节衬里包括至少一个凸耳，并且胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置包括用于该凸耳或每个凸耳的一个槽或相应的槽。
优选地，在关节衬里的前侧上具有至少一对槽，并且从胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置的前部突出一对相应的凸耳，或者其中具有从关节衬里的前侧突出的至少一对凸耳，并且在胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置中具有一对相应的槽。
优选地，安装件通过包括垂直支撑件提供第二安装位置，其中垂直支撑件允许切割引导件沿着所述垂直支撑件在那里垂直调节。
优选地，垂直支撑件适于沿着所述垂直支撑件在那里垂直地递增地调整和定位切割引导件。
优选地，切割引导件沿垂直支撑件的垂直增量调节包括棘轮装置。
在本发明的其他实施方式中，切割引导件沿垂直支撑件的垂直增量调节可包括离合器、中间传动装置和凸轮。
优选地，切割引导件的指示器包括一个槽，其中用于完成胫骨近端表面的最终骨切除的锯或刀片可被引导到切割引导件的指示器的所述槽中，以便定向锯或刀片以切割胫骨的近端表面，使其具有与关节衬里下侧上建立的参考平面相应的轮廓。
优选地，胫骨和股骨间隙制备板包括三个可操作的高度可调节的延伸突片，其中每个可操作的高度可调节的延伸突片的可升高的尖端当其被升高时限定了可从每个升高的尖端配置的平面，其中所限定的平面与由关节衬里下侧的高度调节位置限定的参考平面相称。
优选地，每个可操作的高度可调节的延伸突片与相应的用户可接合旋钮连通。
优选地，可调节突片利用机械、液压、电气、电子和/或气动驱动动作。
有利地，可以将板的平面调节到3D中的无限多个位置，以获得平衡膝关节的完美切除平面。并且其中可调节突片的高度进一步允许板的3D移动。
现在为了更详细地描述本发明，将借助于以下附图和附带的文本示出本发明的一系列优选实施方式。
附图说明
图1a和1b示出了本发明的一个优选实施方式中的胫骨和股骨稳定间隙制备板的透视图，其中图1a示出了处于降低位置的用户可操作的延伸突片，其中图1b示出了位于调整后升高位置的用户可操作的延伸突片。
图2是本发明的一个优选实施方式中的胫骨和股骨稳定间隙制备板的主视图。
图3a至3h是示意图，示出了用于制备假体膝关节的胫骨部件的胫骨近端表面的装置的使用。
具体实施方式
现在更详细地参考附图，其中本发明的胫骨和股骨稳定间隙制备板通常被称为10，其形成制备假体膝关节的胫骨近端表面或胫骨部件的整体装置的一部分。
图1a、1b和图2中所示的优选实施方式中的胫骨和股骨稳定间隙制备板10包括底板12，我们将在图3a至3h中更详细地讨论该底板12。
底板12构造成适当地搁置在胫骨的初始切割近端表面上。
在图1a、1b和图2所示的优选实施方式中，还包括在图1a和1b中以虚线示出的顶板或平台22。然而，用户可操作的高度可调节的延伸突片13、14和15以及相关的尖端19、20和21也可以直接接合关节衬里37的下侧43，这将在参考图3a至3h时将更详细地再次讨论，在优选实施方式中，顶板22将接合关节衬里37的下侧43。
用户可操作的高度可调节的延伸突片13、14和15与可旋转的旋钮16、17和18可操作地接合。如箭头23、24和25所示，可旋转的旋钮16、17和18的旋转转换成相应的用户可操作的高度可调节的延伸突片13、14和15的尖端19、20和21的垂直高度调节。
图1a示出了处于降低位置的用户可操作的延伸突片13、14和15的尖端19、20和21，并且在图1b中，用户可接合的旋钮16、17和18的旋转运动已经引起升高的相应的高度可调节的延伸突片13、14和15的尖端19、20和21的增加的高度，其代表了它们的可调节性，以便在适当的调节期间建立稳定间隙，这将在参考图3a至3h时更详细地讨论。
通过具有三个尖端19、20和21，这提供了在板22上建立适当的参考平面的三角测量(这将参考图3a至3h更详细地讨论)，然后将其转换为关节衬里37的下侧43的取向，胫骨和股骨稳定间隙制备板10的板22接合在该关节衬里37上。
关于图3a至3h，图示需要放置在通过使用本发明提供的装置和方法实现的预期结果的背景下。
在手术期间，整形外科医生旨在提供用于从伸展、中屈曲和屈曲到再返回的完整的运动弧度的膝部件的平衡、无阻碍运动。
因此，需要正确地切割胫骨近端表面的最终骨切除，以便为在膝关节置换(无论是全膝还是单室膝手术)中胫骨部件定位提供适当的轮廓。
图3a示出膝关节，通常为29。
切割器31准备胫骨27的近端表面28的初始切除。还示出了股骨30的总体远端。在图3b中，通过箭头34示出的胫骨和股骨稳定间隙制备板10被插入到胫骨27的初始切除的近端表面35上。
从图3b可以看出，胫骨和股骨稳定间隙制备板10的总体形状具有与胫骨27的近端表面35相当的尺寸。
图3c示出了胫骨和股骨稳定间隙制备板10在胫骨27的近端表面35上的实际定位，并且在其中夹在股骨部件36和胫骨和股骨稳定间隙制备板10之间的是关节衬里37。
箭头38表示关节衬里37将定位在膝关节29中的位置。
关节衬里37具有铰接的上表面39，以接合股骨30的股骨部件36。
重要的是，前侧40上的关节衬里37包括一对槽41，当参考关节衬里37和在图3e中介绍的胫骨近端表面最终骨切除切割导向装置42之间的安装装置时，将更详细地讨论该槽41。
43代表关节衬里37的下侧。
图3d显示了中屈曲的膝关节。当通过箭头45、46和47旋转时可操作的旋钮16、17和18通过高度可调节的延伸突片13、14和15将调节关节衬里37的下侧43的取向。
尽管未在图示中示出，但是这种高度可调节性也将在伸展时并最终在屈曲或90度时完成。
因此，用户可操作的高度可调节的延伸突片13、14和15形成顶板22的三角形支撑，然后相应地对准和/或定向关节衬里37的下侧43。已经建立的稳定间隙与现在已经在关节衬里37的下侧43上通过高度可调节的延伸突片13、14和15从伸展、中屈曲和屈曲的高度可调节性建立的参考平面相当。
因此，虽然胫骨和股骨稳定间隙制备板10提供稳定间隙，但是该稳定间隙然后由现在在关节衬里37的下侧43上提供的参考平面表示。
利用现在建立在关节衬里37的下侧43上的参考平面，然后胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置可安装到关节衬里37。
胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置42，如图3e中最佳所示，包括切割引导件50，其中切割引导件50包括槽51形式的指示器。
槽51的目的是允许引导刀片或锯，以在关于槽对齐的方向上对胫骨的近端表面进行最终切除切割。
因此，要求在该优选实施方式中的作为切割引导件50的一部分的槽形式的指示器51，与关节衬里37的下侧43对齐，以确保最终的骨切除切割提供的轮廓建立的稳定间隙与由胫骨和股骨稳定间隙制备板10提供的稳定间隙相同。
作为在胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置42与关节衬里37之间的安装装置的一部分的胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置42包括一对凸耳延伸部或突出部52，它们适于放入到关节衬里37的前侧40上的相应的一对槽41中。
图3f示出了安装到关节衬里37的胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置42，其中胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置42的凸耳延伸部52与在关节衬里37上的前侧40上的一对槽41之间的接合意味着切割引导件50的指示器槽51以与关节衬里37的下侧43的参考平面相同的方向对准。
可以设想，在对胫骨和股骨稳定间隙制备板10进行任何高度调节之前，关节衬里37的一对槽41通常在与图3b中所示的胫骨的初始切除表面35一致的水平面上。
然而，随着胫骨和股骨稳定间隙制备板10的高度调节延伸突片13、14和15被调节以提供稳定间隙，这随后改变了关节衬里37的下侧43的取向并因此改变了关节衬里37的前侧40上的槽41的相应取向。
因此，由于关节衬里37的一对槽41现在已通过胫骨和股骨稳定间隙制备板10的高度调节而偏移，意味着胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置42的相应的凸耳延伸部52也将偏移，使得切割引导件50的指示器槽51将表示与关节衬里37的下侧43上存在的平面相同的参考平面。
在图3f中所示的关节衬里和胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置42之间的这种安装接合提供了第一安装位置。
然后需要建立第二安装位置，使得切割引导件50和特别是现在定向为与关节衬里37的下侧43上的参考平面相同的正确对准的指示器槽50可以切割进入在胫骨的初始切除表面下方的新的骨层。
通过使用包括为胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置42的一部分的垂直支撑座52，可以沿着在图3f中箭头57所示的垂直支撑件52在那里垂直地逐渐调整切割引导件50。
作为切割导向装置42的近端表面的最终骨切除的一部分，切割引导件50的垂直调节可以通过传统的增量调节来实现，例如通过棘轮、齿轮传动、凸轮的使用等。
如图3g所示，一旦切割引导件50下降，切割引导件50就可以与胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置42分离。其中，垂直支撑件52也被撤回。
尽管未示出安装装置，但是切割引导件50在第二安装位置安装到胫骨27，该第二安装位置由垂直安装件52提供，该垂直安装件52包括为胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置42的一部分。
因此，第二安装位置使切割引导件50可固定在正确的垂直位置，以便在图3b所示的胫骨27的初始切除的近端表面35下方切入新骨。
用于正确定向的指示器槽51也与在关节衬里37的下侧43上建立的相同参考平面对准。然而，最终切除的实用性需要胫骨的最终骨切除切割导向装置42的主要基础结构被撤回。因此，一旦建立了第二安装位置，则如图3f所示的切割引导件50将通过各种销和/或螺栓(未示出)安装到胫骨27。
如图3g所示，安装切割引导件50，指示器槽50正确地对准并且位于胫骨27的初始切除的近端表面35下方的适当深度处，其中刀片或锯61是可引导的并且通过槽51定向，以能够进行提供胫骨近端表面的轮廓的最终骨切除，如图3h中的70所示，该最终骨切除与参考平面相同，确保稳定间隙，使得假体膝(未示出)的胫骨部件插入物在人工膝关节(未示出)的整个运动弧度中是稳定和平衡的，正如人们对正常的健康膝盖期待的那样。

Claims (12)

1.一种用于制备假体膝关节的胫骨部件的胫骨近端表面的装置，所述装置包括：
胫骨和股骨稳定间隙制备板，所述胫骨和股骨稳定间隙制备板适于放置在胫骨的初始切除的近端表面上，所述胫骨和股骨稳定间隙制备板进一步包括一个上侧，所述上侧具有多个用户可操作的高度可调节的延伸突片，其中每个用户可操作的高度可调节的延伸突片适于接合关节衬里的下侧，其中所述关节衬里包括上铰接表面以接合膝关节的股骨部件，使得所述多个用户可操作的高度可调节的延伸突片的高度调节限定一个稳定间隙，作为在伸展、中屈曲和屈曲中的每一个中进行的测量，其中稳定间隙与限定在关节衬里的下侧上的参考平面相对应，其中，与所述参考平面一致的胫骨近端表面的最终骨切除提供了在伸展、中屈曲和屈曲的整个运动弧度内假体膝关节的胫骨部件和股骨部件之间的平衡角运动；
胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置，所述胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置包括具有指示器的切割引导件，其中指示器提供用于切割刀片或锯的参考引导，以切割胫骨近端表面的最终骨切除；
所述关节衬里和所述胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置包括安装装置，其中安装装置构造成在所述关节衬里与所述胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置之间提供第一安装位置，其中切割引导件的指示器与由关节衬里的下侧限定的参考平面相同的参考平面对齐；所述安装装置进一步构造成提供第二安装位置，其中切割引导件的指示器与关节衬里的下侧的相同参考平面对齐，可在胫骨的初始切除的近端表面下方调节。
2.根据权利要求1所述的装置，其中安装装置构造成通过至少一个槽和至少一个相应的凸耳在胫骨和股骨稳定间隙制备板之间提供第一安装位置。
3.根据权利要求2所述的装置，其中关节衬里包括至少一个槽，并且胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置包括用于所述槽的相应的凸耳，或者其中关节衬里包括至少一个凸耳，并且胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置包括用于所述凸耳的相应的槽。
4.根据权利要求3所述的装置，其中具有在关节衬里的前侧上的至少一对槽和从胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置的前部突出的一对对应的凸耳，或者其中具有从关节衬里的前侧突出的至少一对凸耳和在胫骨近端表面的最终骨切除切割导向装置中的一对相应的槽。
5.根据权利要求1所述的装置，其中安装件通过包括垂直支撑件提供第二安装位置，其中垂直支撑件允许切割引导件沿所述垂直支撑件可垂直调节。
6.根据权利要求5所述的装置，其中垂直支撑件适于沿着所述垂直支撑件垂直地增量地调整和定位切割引导件。
7.根据权利要求6所述的装置，其中切割引导件沿垂直支撑件的垂直增量调节包括棘轮装置、离合器、传动装置和/或凸轮。
8.根据权利要求1所述的装置，其中切割引导件的指示器包括一个槽，其中用于完成胫骨近端表面的最终骨切除的锯或刀片可被引导到切割引导件的指示器的所述槽中，以便使锯或刀片定向，以切割胫骨的近端表面，使其具有与关节衬里下侧上建立的参考平面相对应的轮廓。
9.根据权利要求1所述的装置，其中胫骨和股骨间隙制备板包括三个可操作的高度可调节的延伸突片，其中每个可操作的高度可调节的延伸突片的可升高的尖端在被升高时限定了可从每个凸起的尖端配置的平面，其中所限定的平面与由关节衬里的下侧的高度调节位置限定的参考平面相称。
10.根据权利要求1所述的装置，其中每个可操作的高度可调节的延伸突片与相应的用户可接合的旋钮连通。
11.根据权利要求1所述的装置，其中每个可操作的高度可调节的延伸突片包括机械、液压、电气、电子和/或气动驱动动作。
12.根据权利要求9所述的装置，进一步包括可放置在可升高尖端上的顶板。
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