CN109350240A - 用于进行前髋手术的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装置（100），其通过建立患者特定的仰卧骨盆参照平面来在手术期间记录患者的骨盆。所述装置可以包括具有三个支腿（104、106、108）的细长支撑臂（102），所述三个支腿中的至少两个支腿可以沿所述臂运动。所述第一支腿可以接触所述患者的右髂前上棘（ASIS），所述第二支腿可以接触所述左ASIS，并且所述第三支腿可以接触所述患者的在所述正在接受手术的髋的所述髋臼下面的骨盆的所述坐骨的前面观。可以在手术前确定所述第一支腿与所述第二支腿和所述第三支腿之间的所述距离，从而使所述支腿对接到所述期望点。所述装置可以进一步包括方向指示器（160），所述方向指示器配置为在期望方位指向以将髋臼杯组件插入所述患者的髋臼中。

Description

用于进行前髋手术的方法和装置

本申请是于2016年2月3日进入中国国家阶段的PCT国际申请PCT/US2014/040645(申请日为2014年6月3日，中国专利申请号为201480043958.7，发明名称为“用于进行前髋手术的方法和装置”)的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求Stephen B. Murphy和William S. Murphy在2013年11月8日提出的标题为“Method and Apparatus for Performing Anterior Hip Surgery”的美国临时专利申请第61/901,580号、Stephen B. Murphy和William S. Murphy在2013年11月7日提出的标题为“Method and Apparatus for Performing Anterior Hip Surgery”的美国临时专利申请第61/901,341号、以及 Stephen B. Murphy和William S. Murphy在2013年6月3日提出的标题为“Method and Apparatus for Performing Anterior Hip Surgery”的美国临时专利申请第61/830,263号的权益，这些申请以引用的方式全部并入本文。

背景技术

外科医生在进行髋手术（诸如，髋关节置换术（关节成形术）和表面置换术）时使用多种不同的方式来触及髋关节。在称为后路（背面）方式的第一种方式中，患者通常侧躺，并且将臀大肌及其下面若干小的肌肉进行展开或者切开以触及髋关节。在称为前外侧和直接侧向（侧面）的第二种方式和第三种方式中，患者通常侧躺或者平躺，并且将两个大肌肉（臀中肌和臀小肌）牵开或者部分地切开以触及髋关节。在称为前路（正面）方式的第四种方式中，患者平躺，但不将任何大肌肉切开，而是使肌肉之间的间隔变大，从而将这些肌肉隔开以触及髋关节。

Stephen B. Murphy在2012年9月18日公开的美国专利第8,267,938号（'938专利）“Method and Apparatus for Determining Acetabular Component Positioning”描述了一种尤其是结合髋关节置换术和髋关节表面置换术使用的用于确定髋臼杯组件定位的方法和装置。该方法为同侧髋建立了坐标参考框架，并且公开了一种快速并且可靠地建立期望坐标参考框架的装置。'938专利所公开的装置的优选形式在该专利的图4中进行了示出，并且包括机械的、人工操作的立体器械，该是三脚架的形式，该三脚架具有从公共轮毂延伸的一对可延伸臂，该对可延伸臂可以绕该公共轮毂旋转。第一支腿或者套管和第二支腿或者套管从相应臂的远离轮毂的一端延伸，并且，按照大体上垂直于臂所形成的平面的方式延伸。第三支腿或者套管从轮毂延伸，也大体上通常垂直于该平面。支腿远离该平面的尖端然后由外科医生或者器械本身定位。

其中一个尖端放置在坐骨的根部处，在髋臼下切迹上方很短的距离处（例如，20毫米左右）。这建立了“基点”或者锚点，以将器械适当地对接至髋。第二尖端可以由外科医生放置在髂骨翼的侧面，与髂前上棘相邻。第三尖端然后落在侧髂骨的表面上，在坐骨切迹前面。第三尖端落在髋骨上的精确位置由器械的设置来确定。具体地，落点由在臂的延伸部分上的设置和/或者其间的角度来确定。三个支腿的尖端，在如此定位时，建立起平面和坐标系，并且提供了参考框架，相对于该参考框架，可以参考髋的定向。

如在'938专利中所描述的，可以将杆形式的对准导向器粘贴至器械，并且其可以处于相对于器械的限定定向。该限定定向可以用于限定外科医生将髋臼杯插入髋臼中的定向。该插入可以在臼杯插入器的帮助下完成。臼杯插入器具有第一端，髋臼杯可移除地适配到该第一端上。臼杯插入器还包括在另一端处的手柄，该手柄可以被外科医生用于对臼杯进行定位，并且，在以期望的定向将臼杯放置在髋臼中时，施加一个力以使该臼杯就位。臼杯插入器的至少一部分，通常是手柄，具有直段，可以通过目测使该直段与对准导向器对准。

'938专利所公开的装置成功用在使用后路、侧面和前外侧方式触及髋关节时的髋关节手术期间。

发明内容

简言之，本发明涉及一种使用前路方式进行髋关节手术（诸如，全髋关节置换术（THR）和髋关节表面置换术）的方法和装置。该装置配置为通过建立患者特定的仰卧骨盆参考平面和坐标系来在手术期间记录患者的骨盆。该装置包括细长支撑臂，该细长支撑臂的大小设计为在患者的左髂前上棘（ASIS）与右ASIS之间的骨盆之上延伸。第一支腿可以附接至细长支撑臂。第一支腿可以具有配置为接触右ASIS的尖端。第二支腿和第三支腿可以相对于第一支腿可滑动地附接至细长支撑臂。第一支腿与第二和第三支腿之间的距离可以在术前确定，以便在将第二支腿和第三支腿设置到沿细长支撑臂的这些预定距离时，第二支腿的尖端接触左ASIS，并且第三支腿的尖端接触患者的在正在接受手术的髋的髋臼下面的骨盆的坐骨的前面观（anterior aspect）。该装置可以进一步包括可绕两个平面枢转调整的方向指示器。第一平面可以对应于细长支撑臂的上表面所限定的公称平面（nominalplane），并且第二平面可以垂直于第一平面。

可以获知患者特定的仰卧骨盆参考平面和/或坐标系与第二平面和/或坐标系（诸如，前骨盆平面（“AP平面”）和/或坐标系）之间的关系。可以确定针对髋臼杯（acetabularcup）的优选或者期望的定向，例如，就AP平面和/或坐标系而言。该优选或者期望杯定向可以平移到患者特定的仰卧骨盆参考平面和/或坐标系中。在实施例中，将方向指示器调整为指向该优选或者期望的定向，以将髋臼杯插入患者的髋臼中。进行手术的外科医生可以使用前路方式或者前外侧方式（例如，使患者处于仰卧位）接近患者的髋关节，并且可以将装置对接至患者，从而记录患者的骨盆并且建立患者特定的仰卧骨盆参考平面和/或坐标系。在该过程期间，外科医生可以将方向指示器用作导向器，来将髋臼杯组件插入优选或者期望的定向中。

该装置可以用于记录手术过程期间患者在三维（3D）空间中的骨盆。例如，利用对接至患者的器械，可以将设计用于追踪位置的物体粘贴到骨头上，并且可以将装置上的三个或者多个离散点输入追踪系统，这些离散点用于确定装置坐标系、追踪器坐标系、以及任何其它坐标系（诸如，前骨盆平面坐标系）的相对位置。追踪系统可以是任何追踪方法，包括：光学的、电磁的、惯性的、或者超声的，例如。然后可以从患者移除该装置，并且可以使用追踪系统来执行任何相关的导航功能，包括：在移植期间追踪髋臼杯组件的位置和定向。追踪系统还可以用于追踪其它器械（诸如，骨制备器械）或者追踪支腿长度、偏置或者前-后位置的变化。

附图说明

下面的本发明参照了附图，其中：

图1是根据本公开实施例的手术器械的分解图；

图2是如从顶部看到的图1的手术器械的透视图；

图3是如从底部看到的图1的手术器械的部分透视图；

图4是图1的手术器械的正视图；

图5A-C是根据本公开实施例的方法的流程图的部分视图；

图6是根据本公开实施例的第一用户界面窗口的示意图；

图7是根据本公开实施例的第二用户界面窗口的示意图；

图8是根据本公开实施例的第三用户界面窗口的示意图；

图9是根据本公开实施例的第四用户界面窗口的示意图；

图10是根据本公开实施例的钻孔导向器的示意透视图；

图11是根据本公开实施例的在手术过程的执行期间患者的一部分的示意俯视图；

图12是根据本公开实施例的图11的患者的一部分的示意侧视图；

图13是根据本公开实施例的计划系统的功能框图；

图14是根据本公开实施例的手术器械的其中一个支腿的另一实施例的示意正视图；

图15是患者的示意侧视图；

图16是图15的患者的示意侧视图；以及

图17是在患者骨盆上的图10的钻孔导向器的示意图。

具体实施方式

器械

图1是根据本发明实施例的用于进行前髋手术的手术器械100的分解图。图2是如从顶部看到的手术器械100的透视组装视图。图3是如从底部看到的手术器械100的部分透视图。图4是手术器械100的正视图。

手术器械100可以在对患者进行手术（诸如，全髋关节置换（THR）手术或者髋关节表面置换术）期间记录患者的至少一部分（诸如，患者的骨盆）的位置和定向，并且手术器械100可以称为髋记录器械。由于在手术室中记录了在空间中的患者的骨盆，所以，进行手术的外科医生可以将一个或者多个假体组件安装在相对于患者骨盆的期望位置和定向。

在实施例中，髋记录器械100是由多个组件形成的机械器械。具体地，器械100可以包括细长支撑臂102、第一、第二和第三支腿104、106和108、导向器支撑框架110、可调整导向器112、方向指示器160、第一可动支腿支架114、以及第二可动支腿支架116。在实施例中，器械100还可以包括与第三支腿108一起使用的偏置连接器118。

细长支撑臂102可以包括第一端120。设置在第一端120处的可以是配置为容纳第一支腿104的一部分的开口122。第一端120可以形成为具有固定螺丝124的夹具，一旦将第一支腿104插入开口122中，便可以拧紧该固定螺丝124以将第一支腿104固定至细长支撑臂102。

在实施例中，细长支撑臂102可以具有大体上呈矩形的横截面，并且可以包括顶表面126、底表面128、正面130和背面132。第一迹线134可以沿正面130的至少一部分形成，并且第二迹线136可以沿背面132的至少一部分形成。第一迹线134和第二迹线136可以是嵌入式迹线，诸如，狭槽或者凹槽。

导向器支撑框架110可以包括配置为将导向器支撑框架100滑动安装至细长支撑臂102的正面130的第一边缘138。例如，T形凸起140可以固定至第一边缘138，并且凸起140可以配置为适配在也可以是T形的第一迹线134内，从而将导向器支撑框架110固定至细长支撑臂102，同时允许导向器支撑框架110沿细长支撑臂102的正面130滑动。

第一可动支腿支架114（以及由此，第二支腿106）可以配置为可滑动地附接至细长支撑臂102的背面132。例如，第一可动支腿支架114可以包括T形凸起142，该T形凸起142配置为适配在细长支撑臂102的背面132上的第二迹线136内。第一可动支腿支架114还可以包括配置为容纳第二支腿106的一部分的开口144。第一可动支腿支架114或者其至少一部分可以形成为具有固定螺丝146的夹具，一旦将第二支腿106插入开口144中，便可以拧紧该固定螺丝146以将第二支腿106固定至第一可动支腿支架114。

导向器支撑框架110可以包括第二边缘148，第二可动支腿支架116可以可滑动地附接至该第二边缘148。例如，可以是狭槽或者凹槽的嵌入式迹线150可以沿第二边缘148的至少一部分形成。第二可动支腿支架116可以包括配置为适配在导向支撑框架110中的也可以是T形的迹线150内的T形凸起152。

第二可动支腿支架116可以包括用于容纳形成在偏置连接器118上的凸起156的开口154。偏置连接器118还可以包括用于容纳第三支腿108的至少一部分的开口157。开口157可以位于远离凸起156的相对端，并且可以形成为具有固定螺丝158的夹具，一旦将第三支腿108插入开口中，便可以拧紧该固定螺丝158以将第三支腿108固定至偏置连接器118，该偏置连接器118又固定至第二可动支腿支架116。

可调整导向器112可以支撑方向指示器160，使得该方向指示器160可以在两个平面中枢转，该方向指示器160可以是杆的形式。这两个平面可以彼此正交。例如，可调整导向器112可以配置为相对于导向器支撑框架110所限定的平面枢转。例如，导向器支撑框架110可以包括容纳可调整导向器112的枢转销164的枢转点162。另外，方向指示器160可以配置为绕枢转点166相对于可调整导向器112枢转。可调整导向器112可以垂直于导向器支撑框架110安装。

第一支腿104和第二支腿106可以在其尖端处具有平整的盘形基脚168和170。第三支腿108可以具有突出的尖端172。

第一距离标记174和第二距离标记176可以包括在细长支撑臂102的顶表面126上。另外，对准线178和180可以分别形成在导向器支撑框架110和第一可动支腿支架114上。因此，可以沿细长支撑臂102的长度将导向器支撑框架110和第一可动支腿支架114运动到期望的位置。第一距离标记174和第二距离标记176可以指示隔第一支腿104的距离，例如，以厘米计。

第三距离标记182和第四距离标记184可以包括在细长支撑臂102的底表面128上。

第五距离标记185可以沿导向器支撑框架110的第二边缘148设置，第二可动支腿支架116可滑动地附接至导向器支撑框架110。另外，对准线187可以形成在第二可动支腿支架116上。因此，可以沿导向器支撑框架110的侧面将第二可动支腿支架116定位在已知的和预定的位置处。

参照图4，在实施例中，第一支腿104和第二支腿106可以从细长支撑臂102垂直延伸。另外，第二可动支腿支架116、偏置连接器118和第三支腿108可以配置为使第三支腿108的尖端172直接定位在第二可动支腿支架116中的开口154下面，如穿过开口154的虚线186所指示的。另外，第二可动支腿支架116、偏置连接器118和第三支腿108可以配置为使细长支撑臂102和导向器支撑框架110所限定的公称平面188分别平行于并且高于支腿104、106和108的尖端168、170和172所限定的平面。

应该理解，偏置连接器118可以配置为对第三支腿108进行定位，以便使其或者器械100的一些其它部分（诸如，导向器支撑框架110）不会干扰到外科医生的手术区。

在另一实施例中，可以取消偏置连接器118，并且第三支腿108可以固定在第二可动支腿支架116的开口154中并且从如同第一支腿104和第二支腿106一样从细长支撑臂102垂直延伸。

虽然在图1、图2和图4中将支腿104、106和108示出为直支腿元件，但是应该理解，也可以使用其它配置。例如，第三（坐骨）支腿108可以包括一个或者多个平滑的或者陡峭的角度。

在另一实施例中，支腿104、106和108的长度可以相等。例如，第三支腿108可以比第一支腿104和第二支腿106长，该第一支腿104和第二支腿106的长度可以相同。

第一组角度标记190可以形成在导向器支撑框架110的顶表面上，以指定（例如，量化）可调整导向器112的面内角度位置，并且因此量化方向指示器160的面内角度位置，其中，“面内”指的是细长支撑臂102和导向器支撑框架110所限定的公称平面188。另外，第二组角度标记192可以形成在可调整导向器112上，以指定（例如，量化）方向指示器160的面外角度位置。

手术器械100的至少一些组件可以由手术级材料（诸如，阳极电镀铝、不锈钢等）形成。在实施例中，一些组件由不锈钢制成，而其它组件由阳极电镀铝制成。因此可以对手术器械100进行消毒，并且可以供多个患者重复使用。

在另一实施例中，手术器械可以由一种或者多种塑性材料形成，并且可以是一次性的。

如在本文中所描述的，器械100可以通过使器械翻转、将可调整导向器112切换至相对表面、并且从相对侧插入支腿104、106和108而用在左髋或者右髋上。

过程

患者可能被诊断出需要手术（诸如，全髋关节置换（THR）手术）的医疗状况，诸如，髋关节故障。髋故障可以在左髋、右髋上、或者在两髋上。在进行手术的准备中，可以对患者或者至少患者的解剖部位的待进行手术的部分，例如，骨盆，拍摄一个或者多个图像，诸如，计算机断层扫描（CT）、磁共振成象（MRI）、传统胸片（X射线）、或者超声图像。该一个或者多个数字图像可以提供有关患者骨盆或者其至少一部分的表面和/或结构的三维（3D）信息。应该理解，可以执行任何诊断测试或者测量，尤其是提供了有关患者的待手术的具体解剖部分的空间理解的诊断测试或者测量，并且将其用于患者特定的计划。

在实施例中，可以通过使用来自法国巴黎的EOS Imaging S.A.的成像系统，进行双侧同时扫描，例如，正面和侧面数字胸片。

应该理解，可以使用除了成像之外的其它过程，来获得对患者的解剖部位的空间和/或表面结构理解。例如，可以使用依赖患者的性别、高度、重量、年龄、以及一个或者多个可观察维度的统计法。

手术计划者，诸如，有经验的外科医生或者其他人，可以利用计划软件为即将对患者进行的手术创建电子手术计划。例如，手术计划者可以创建在THR手术期间将一个或者多个假体或者手术组件（诸如，髋臼杯组件）插入患者髋中的计划。手术计划可以包括使用一种或者多种手术器械（包括髋记录器械100）来将髋臼杯组件放置在患者髋臼内的期望位置和/或定向。

计划软件可以包括3D建模包，可以操作该3D建模包来基于一个或者多个图像创建患者的解剖部位（诸如，患者的骨盆）的计算机生成的3D模型。3D模型可以准确表示患者骨盆的大小和表面结构。

通过使用计划软件，手术计划者可以在患者骨盆的3D模型上建立标准骨盆平面和/或坐标系，诸如，前骨盆平面（“AP平面”）。例如，3D建模包可以包括，例如，通过手术计划者操作指向设备来确定在3D模型上选择的点的空间坐标的工具。为了限定AP平面坐标系，手术计划者可以在患者的骨盆的3D模型的表面上选择三点（诸如，左髂前上棘（ASIS）、右ASIS、和耻骨联合）。可替代地，计划软件可以配置为，例如，通过自动识别上面所描述的三点来分析3D模型并且自动限定AP平面。3D建模包可以进一步包括用于，例如，基于三个选择点来限定平面和/或坐标系的工具。

图5A-C是根据本公开实施例的过程的流程图的部分视图。

计划阶段

患者可能被诊断出需要手术（诸如，全髋关节置换（THR）手术）的医疗状况，诸如，髋关节故障。髋故障可以在左髋、右髋上、或者在两髋上。在进行手术的准备中，可以对患者或者至少患者的解剖部位的待进行手术的部分，例如，骨盆，拍摄或者获得可以包括一个或者多个数字或者模拟图像的图像数据，诸如，计算机断层扫描（CT）图像数据、磁共振成象（MRI）图像数据、传统胸片（X射线）、同时双平面放射线扫描，或者超声图像，如在框502中所示的。该一个或者多个数字或者模拟图像可以提供有关患者骨盆或者其至少一部分的表面和/或结构的三维（3D）信息。

获得的图像数据可以包括坐标系，其中，针对三维空间的坐标系可以由原点和三个正交单位向量限定。例如，针对CT和MRI图像数据，可以限定右、前、上（RAS）坐标系，该RAS坐标系可以相对于扫描表或者扫描器固定，并且可以等同于患者的身体平面，诸如，患者的正面平面、正中矢状平面、和横向平面。

在实施例中，可以通过使用来自法国巴黎的EOS Imaging S.A.的成像系统，进行双侧同时扫描，例如，正面和侧面数字胸片。

应该理解，可以执行任何诊断测试或者测量，尤其是提供了有关患者的待手术的具体解剖部分的空间理解的诊断测试或者测量，并且将其用于患者特定的计划。例如，可以使用除了成像之外的其它过程来获得对患者的解剖部位的空间和/或表面结构理解，诸如，依赖患者的性别、高度、重量、年龄、以及一个或者多个可观察维度的统计法。

手术计划者，诸如，有经验的外科医生或者其他人，可以利用计划系统为即将对患者进行的手术创建电子手术计划。例如，手术计划者可以创建在THR手术期间将一个或者多个假体或者手术组件（诸如，髋臼杯组件）插入患者髋中的计划。手术计划可以包括使用一种或者多种手术器械（包括髋记录器械100）来将髋臼杯组件放置在患者骨内盆的期望位置和/或定向。

图13是根据本公开实施例的计划系统1300的功能框图。计划系统1300可以包括多个模块或者组件，诸如，三维（3D）建模包1302、标准参考平面模块1304、器械计划模块1306、以及手术组件计划模块1308。计划系统1300还可以包括或者访问一个或者多个数据库，诸如，图像数据库1310和手术计划数据库1312。多个通常表示为1314的数字图像文件可以存储在图像数据库1310中，并且多个手术计划（通常表示为1316）可以存储在手术计划数据库1312中。

三维（3D）建模包1302、标准参考平面模块1304、器械计划模块1306、以及手术组件计划模块1308可以分别包括寄存器和配置并且设置为产生时序逻辑电路的组合逻辑。在实施例中，计划系统1300的三维（3D）建模包1302、标准参考平面模块1304、器械计划模块1306、以及手术组件计划模块1308是或者包括软件模块或者库，该软件模块或者库包括属于在本文中所描述的方法的程序指令，该程序指令可以存储在计算机可读介质上并且可以由一个或者多个处理器或者处理逻辑执行。在替代实施例中，可以利用软件和硬件（包括固件）的各种组合来实施本发明。

应该理解，计划系统1300可以包括其它的或者不同的组件或者模块。例如，计划系统1300还可以包括网站托管设施和通信设施。另外，计划系统1300可以在具有提供显示、打印、文件系统存储和其它计算机系统实用程序的操作系统的数据处理系统上执行，诸如，工作站、笔记本电脑、平板电脑等。

但是，应该理解，也可以使用其它计划系统。例如，在2013年1月17日公开的标题为“Surgical Planning System and Method”的美国专利公开第2013/0018666号中公开了另一适合的计划系统，该公开文档以引用方式全部并入本文。

可以操作3D建模包1302，以基于获得的图像数据创建患者的解剖部位（诸如，患者的骨盆）的计算机生成的3D模型，如在框504处所示的。计算机生成的3D模型可以准确表示患者骨盆的大小和表面结构。

通过使用标准参考计划模块1304，手术计划者可以在患者骨盆的3D模型上建立标准骨盆平面坐标系，诸如，前骨盆平面（“AP平面”）坐标系，如在框506处所示的。例如，标准参考计划模块1304可以包括，例如，通过手术计划者操作指向设备来确定在3D模型上选择的点的空间坐标的工具，诸如，由鼠标、触摸板、触控笔、或者一些其它的输入设备控制的光标。为了限定AP平面坐标系，手术计划者可以在患者的骨盆的3D模型的表面上选择三点（诸如，左髂前上棘（ASIS）、右ASIS、和耻骨联合）。可替代地，标准参考平面模块1304可以配置为，例如，通过自动识别上面所描述的三点来分析3D模型并且自动限定AP平面。标准参考平面模块1304可以进一步配置为，例如，基于三个选择点来限定平面和/或坐标系。

图6是第一用户界面的示意图，该第一用户界面可以是第一计划窗口600、可以由手术计划系统1300生成、并且可以在数据处理设备的显示器上向手术计划者呈现。第一计划窗口600可以包括具有与手术计划系统1300的不同操作集或者模块相关联的多个标签的命令菜单602。手术计划者可以通过选择期望的标签来在不同的操作集或者模块之间导航。示例性标签可以包括AP平面标签604、器械计划标签605、以及髋杯计划标签606。第一计划窗口600对应于AP平面标签604。

第一计划窗口600可以包括AP平面选项选择窗格608和模型区610。患者骨盆的3D模型的图像612可以呈现于模型区610。设置在3D模型612的表面上的可以是多个表示表面点（诸如，点614、615和616）的多个图形元素，该多个图形元素分别对应于右ASIS、左ASIS和耻骨联合。对应于如点614-616所限定的AP平面的AP平面图像618可以呈现在3D模型612上。正如已经提到的，点614-616可以由用户选择或者由计划系统1300的标准参考平面模块1304自动确定。

标准参考平面模块1304可以进一步配置为计算患者的骨盆倾斜角度，并且可以将计算得到的值呈现在第一计划窗口上，如在框508处所指示的。具体地，标准参考平面模块1304可以配置为：通过确定如由CT图像数据的RAS坐标系识别的正面与通过选择三个表面点614-616来限定的AP平面618之间的角度，来计算盆骨倾斜角度。计算得到的骨盆倾斜角度，例如，12.9°，可以呈现在第一计划窗口600上，例如，在选项选择窗格608上的数据区域620中。

对于标准骨盆平面，诸如，所限定的AP平面618和坐标系，手术计划者然后可以限定在手术过程期间使用的第二患者特定的平面和/或坐标系，如在框510处所指示的。该第二患者特定的平面和/或坐标系可以称为（患者特定的）仰卧骨盆参考平面和/或坐标系。在实施例中，仰卧骨盆参考平面和/或坐标系可以由以下三个骨盆表面点限定：基点，当基点连接髋臼的后壁从坐骨的内侧边缘到外侧边缘一段短距离（例如，约10 mm）或者从坐骨、右ASIS和左ASIS的外侧边缘到内侧边缘的约10 mm时，该基点可以在前坐骨的根部处。基点可以位于正如正在接受手术的髋关节的骨盆的相同侧。假设，例如，THR手术是在患者的右髋进行的。在这种情况下，基点也位于骨盆的右侧。仰卧骨盆参考平面和坐标系不包括耻骨联合，因此，仰卧骨盆参考平面与AP平面618不同。

应该理解，仅仅不如髋臼的除了位于坐骨的前面观的本文所描述的点之外的髋臼内的其它位置可以用作髋记录器械100的基点。例如，可以针对基点位置选择髋臼的表面上的中心点。

患者特定的仰卧骨盆参考平面可以手动限定，例如，通过手术计划者，或者可替代地，计划系统1300的器械计划模块1306可以配置为自动限定仰卧骨盆参考平面。为了限定仰卧骨盆参考平面，手术计划者可以选择器械计划标签605，并且计划系统1300可以配置为将第二用户界面呈现在数据处理设备的显示器上，该第二用户界面可以是第二计划窗口。

图7是根据本公开实施例的第二用户界面窗口700的示意图；第二计划窗口700可以包括具有标签604-606的命令菜单602、以及具有患者的骨盆的3D模型的图像612的模型区610。另外，第二计划窗口700可以包括具有计划数据区704的器械选项选择窗格702。在一定程度上，髋记录器械100（图1）配置为容纳具有不同长度的支腿104、106和108，将在正在计划的手术过程期间与髋记录器械100一起使用的支腿104、106和108的长度可以由，例如，手术计划者通过选项选择窗格702指定，如在框512处所指示的。例如，选项选择窗格702可以包括第一图形元素（标记的基点）706、第二图形元素（标记的ASIS手术侧）708、以及第三图形元素（标记的ASIS对侧）710，其可以是数据输入字段、下拉菜单等。将在正在计划的手术过程期间与髋记录器械100一起使用的支腿104、106和108的长度可以被输入到与这些图形元素706-710相关联的数据输入字段或者下拉菜单中。

在实施例中，可以按阶段进行选择用于限定仰卧骨盆参考平面的在骨盆的表面上的三个点。在第一阶段中，可以确定三个点的初步位置，其可以是点或者区域。在第二阶段中，可以对初步位置进行微调以到达三个点的最终位置，其中，最终位置可以表示在手术过程期间使用的最优或者接近最优的位置。例如，可以选择在右髂前上棘和左髂前上棘上的初步点以及在仅仅在髋臼下面的前坐骨上的初步点，并且这些初步点可以被输入到计划系统1300中。器械计划模块1306可以使盘体、柱体或者其它图形元素出现在有关选择点的骨盆的图像612上。这些盘体或者柱体的初始大小，例如，直径可以由用户指定，或者器械计划模块1306可以应用默认大小。盘体或者标志的图像可以由手术计划者操作，例如，运动、变窄等，以对点的位置进行微调。在实施例中，手术计划者可以，例如，通过拖动和扩大/收缩操作来运动，并且/或者改变盘体或者柱体的大小，以便盘体或者柱体限定距离骨盆上的地标或者其它结构（诸如，特定骨边缘）特定距离的选择点中的一个或者多个选择点的最终位置。可以选择特定距离以在手术过程期间允许动手术的外科医生对患者的骨盆上的最终点进行定位。例如，特定距离中的至少一个或者多个可以对应于动手术的外科医生将使用的工具或者导向器的大小，以在手术过程期间对患者的骨盆上的点进行定位。应该理解，这种微调过程在软件应用中可以是自动化的，并且可以不需要由计划者特定输入。

图8是根据本公开实施例的可以由计划系统1300生成并且显示的第三计划窗口800的示意图。第三计划窗口800可以包括具有标签604-606的命令菜单602、具有患者的骨盆的3D模型的图像612的模型区610、以及具有计划数据区704的器械选项选择窗格702。图形元素，诸如，第一点802、第二点803和第三点804，可以包括在骨盆的图像612中，在该图像612中，点802-804表示经选择以限定患者特定的仰卧骨盆参考平面的三个点。具体地，第一点802可以对应于基点，第二点803可以对应于右ASIS，并且第三点804可以对应于左ASIS。手术器械100的图像806还可以包括在模型区610中，并且对接至骨盆图像612的器械图像806可以被示出以图示物理器械100在手术过程期间将如何对接至患者。

器械计划模块1306可以配置为计算对器械100的一次或者多次调整，以便支腿的尖端将接触选择为限定仰卧骨盆参考平面的点，如在框514处所示的（图5B）。具体地，器械计划模块1306可以计算第一值，该第一值相对于沿细长支撑臂102的顶表面126的距离标记176指定放置可动支腿支架114的对准线180的地方，以便第一支腿104的尖端接触左ASIS上的期望点，并且第二支腿106的尖端接触右ASIS上的期望点，如在图8上由d₁标记的距离标记所示的。该计算的第一值，例如，220.2 cm，还可以呈现于在选项选择窗格702的计划数据区704的808上的第一词条。另外，器械计划模块1306可以计算第二值和第三值，该第二值相对于沿细长支撑臂102的顶表面126的距离标记174指定放置导向器支撑臂110的对准线178的位置，该第三相对于沿导向器支撑臂110的第二边缘的距离标记185指定放置第二可动支腿支架116的对准线187的位置。在图8上由d₂和d₃标记的距离标记表示的第二值和第三值放置第三支腿108，以便其尖端接触期望基点。这些计算的值，例如，51.4 cm和93.8 cm，还可以呈现于计划数据区704的第二词条809和第三词条810中。

然后，手术计划者可以进入杯计划阶段，在该阶段中，他或者她选择假体髋臼杯组件的期望位置和/或定向，如在框516处所示的。计划系统1300的手术组件计划模块1308可以配置为帮助手术计划者选择髋臼杯组件位置和/或定向。

图9是根据本公开实施例的可以由计划系统1300生成并且显示的第四计划窗口900的示意图。第四计划窗口900可以包括具有标签604-606的命令菜单602、以及具有患者的骨盆的3D模型的图像612和器械图像806的模型区610。第四计划窗口900还可以包括计划选项选择窗格902，该计划选项选择窗格902可以包括骨盆倾斜数据字段620。

在实施例中，手术计划者可以参考标准骨盆参考平面，例如，AP平面618（图6）指定假体髋臼杯组件的定向。例如，相对于AP平面618和/或坐标系，按照杯的轴的手术前倾和手术倾斜来限定所选择的杯定向。为了达到这个目标，计划选项选择窗格902可以包括一个或者多个交互式图形元素，手术计划者可以通过该一个或者多个交互式图形元素为杯组件指定期望手术前倾值和手术倾斜值。具体地，计划选项选择窗格902可以包括第一滑块904、第一数据输入框906、第一减按钮908、以及第一加按钮910，它们中的任何一个可以由手术计划者操作以指定期望手术前倾值。计划选项选择窗格902还可以包括第二滑块912、第二数据输入框914、第二减按钮916、以及第二加按钮918，它们的任何一个可以由手术计划者操作以指定期望手术倾斜值。通过操作这些图形元素，手术计划者可以相对于AP平面618为髋臼杯组件指定期望定向。

计划系统1300的手术组件计划模块1308可以进一步配置为将参考AP平面618和/或坐标系限定的所选择的杯定向平移至参考患者特定的仰卧骨盆参考平面和/或坐标系限定的杯定向，如在框518处所指示的。因此，可以将相对于AP平面618和/或坐标系指定的所选择的手术前倾值（例如，25°）和所选择的手术倾斜值（例如，45°）转换为患者特定的仰卧骨盆参考平面和/或坐标系中的相应值，诸如，相对于患者特定的仰卧骨盆参考平面和/或坐标系的倾斜角度和外展角度。

应该理解，可以使用除了手术前倾和倾斜之外的其它杯定向，诸如，放射线前倾和倾斜、以及自动前倾和倾斜。在D.W. Murray所著的The Definition and Measurement of Acetabular Orientation（©1993 British Editorial Society of Bone and JointSurgery）中描述了这些定向中的至少一些，该申请以引用的方式全部并入本文。还应该理解，代替相对于标准参考平面和/或坐标系（诸如，AP平面坐标系）限定杯定向，可以相对于一些其它参考平面和/或坐标系（诸如，仰卧骨盆参考平面和/或坐标系或者功能坐标系）限定杯定向。这种功能坐标系可以是在患者仰卧躺在手术台上时位于骨盆的水平面中、在患者站着时位于垂直面中、或者在通过评估动态活动（诸如，坐、站、躺、弯曲和蹲，例如）的组合来确定时位于相对于骨盆的平面中的坐标系。不管是否选择基坐标系以指定期望杯定向，都将知道由器械100限定并且确定的基坐标系与患者特定的坐标系之间的关系，并且，在两个坐标系之间的包括平移和/或变化的数学计算可以由计划系统1300的手术组件计划模块1308计算。

器械图像806可以包括方向指向器920，示出了该方向指向器920基于在计划选项选择窗格902中的手术计划者所选择的手术前倾和倾斜值在期望杯指向中指向。在实施例中，手术组件计划模块1308可以配置为在计划外科医生输入针对期望手术前倾和倾斜的新值时，动态更新器械图像806的方向指示器920的显示定向。即，手术组件计划模块1308可以配置为在计划外科医生探索不同手术前倾和倾斜值时，动态更新方向指示器920的显示定向。因此，从计划外科医生的透视图看出，当新的手术前倾和/或倾斜值，例如，通过第一滑块904和第二滑块912、或者其它图形元素输入时，方向指示器920的显示图像出现实时运动。

此外，手术组件计划模块1308可以配置为在确定方向指示器920的定向以实现期望杯定向时，体现计算的骨盆倾斜度，例如，13°。在另一实施例中，可以提供为患者特定的信息的一部分的仰卧和/或站立骨盆倾斜度的知识可以体现在对手术器械100作出的调整中。另外，有关患者的其它功能数据可以取得并且用于计划过程。例如，在公开的MRI、实时荧光镜像、或者另一图像或者其它数据采集技术之下的动态评估，诸如，深蹲、坐、站等，可以被获得并且用于计划过程。

如果手术器械100的支腿104、106和108是相等的长度，那么如由细长支撑臂102和导向器支撑架110限定的手术器械100的公称平面188可以平行于由表面点802-804为患者限定的患者特定的仰卧骨盆参考平面和/或坐标系，并且与其隔开。如果支腿104、106和108中的任何一个支腿具有不同长度，那么器械100的顶面的公称平面将不会平行于由在患者的骨盆的表面上的三个点限定的患者特定的仰卧骨盆参考平面和/或坐标系。然而，因为支腿104、106和108的长度被计划系统1300知道，所以器械计划模块1306可以配置为相对于器械的支腿的尖端所限定的患者特定的仰卧骨盆参考平面将该平面限定在几何空间中。器械计划模块1306还可以配置为将几何对象，诸如，髋臼杯组件的期望定向，从AP平面平移到患者特定的仰卧骨盆参考平面，并且从仰卧骨盆参考平面平移到器械（具有不同支腿长度）的公称平面所限定的新平面。器械计划模块1306因此可以配置为确定方向指示器的设置，以便其在相对于AP平面指定时与期望定向对准。

除了确定可动的第二支腿106和第三支腿108的位置之外，手术组件计划模块1308可以配置为计算需要定位手术器械100的方向指示器的设置，以便在器械100对接至患者的骨盆时，方向指示器160将沿杯组件的期望定向指向，如在框520处所指示的。这些计算的设置可以呈现于计划选项选择窗格902上。具体地，计划选项选择窗格902还可以包括计划数据区922，该计划数据区922具有针对ASIS销距离，例如，222.3 cm、轴向基点距离，例如，93.3 cm、以及侧向基点距离，例如，47.4 cm的第一条目、第二条目和第三条目924-926。计划数据区922还可以包括第四条目928和第五条目930，该第四条目928和第五条目930用于针对导向支撑架分别呈现计算的平面内和面外角度设置，例如，41.9和16.9，以定位方向指示器160或者使其与期望杯定向对准。

手术组件计划模块1308可以生成包括计算的计划数据值的手术计划，并且可以将手术计划存储在存储器中，如在框522处所指示的。例如，电子手术计划1316可以被创建，并且被存储在手术计划数据库1312中。另外或者可替代地，可以打印手术计划1316。

手术计划因此可以包括配置手术器械100以在预定点处对接至患者所必需的设置、以及使方向指示器160沿髋臼杯组件的期望定向或者沿平行于髋臼杯组件的期望定向的轴指向的设置。具体地，手术计划在其它信息中可以包括：针对沿细长支撑臂102的第一可动支腿支架114的距离设置、针对沿细长支撑臂102的导向器支撑架110的距离设置、沿导向器支撑架116的侧面的第二可动支腿支架116的距离设置、以及针对方向指示器160的平面内和面外角度设置。

计划系统1300可以配置为将手术计划者所创建的电子手术计划1316发送给动手术的外科医生，如在框524处所指示的（图5C）。

手术过程阶段

动手术的外科医生可以在有关患者的手术过程之前或者甚至在有关患者的手术过程期间使用电子手术计划，如在框526处所指示的。动手术的外科医生或者助理可以基于由计划系统计算并且在手术计划中指定的值或者设置来配置髋记录器械100。具体的，支腿104、106和108的尖端之间的间隔可以设置为确定值，如在框528处所指示的。即，外科医生可以使第一可动支腿支架114沿支撑臂102活动，直到标记180与在支架臂102上设置的指定距离对准，例如，222.3 cm。动手术的外科医生可以使导向器支撑架110沿支撑臂102滑动，直到标记178与在支撑臂102上设置的指定距离对准，例如，93.3 cm。动手术的外科医生可以使第二可动支腿支架116沿导向器支撑架110的侧面运动，直到标记187与在导向器支撑架110上设置的指定距离对准，例如，47.4 cm。一旦已经根据手术计划对髋记录器械100进行配置，器械100可以对接，例如，附接至患者，从而在空间中记录患者的骨盆。换言之，由于每隔在手术计划中指定的距离就适当地调整的器械100的第一支腿104、第二支腿106和第三支腿108的尖端的位置，器械100在对接至患者的骨盆时将接触在术前确定以限定患者特定的仰卧骨盆参考平面和/或坐标系的三个点504、506和602。

外科医生还可以根据由计划系统计算并且在手术计划中指定的平面内和面外角度，例如，41.9和16.9，来调整方向指示器160。止块或者锁块，诸如，锁紧螺钉，可以提供在器械100上以将方向指示器160保持在术前确定的定向。

在实施例中，外科医生可以使用一个或者多个器械来帮助其在坐骨处定位基点。例如，挂在患者的髋臼的边缘上的钻孔导向器可以用于定位基点。钻头可以与钻孔导向器一起使用来在基点处钻孔以容纳销。

图10是进行手术的外科医生用于定位基点的示例性钻孔导向器1000的透视图。钻孔导向器1000可以包括配置为容纳手术钻头的柱形管1002。柱形管1002可以包括用于容纳手术钻头的第一开口1004、以及第二开口1006（与第一开口1004相对），手术钻头的尖端可以从该第二开口1006延伸。钻孔导向器1000的柱形管1002可以限定纵轴1007。手柄1008可以附接至柱形管1002，例如，接近第一开口1004。手柄1008可以配置为通过动手术的外科医生抓紧以在使用期间保持钻孔导向器1000。钻孔导向器1000还可以包括接近第二开口1006设置的指状元素1010。指状元素1010可以具有啮合表面1012。可以对指状元素1010进行配置，以便标记为L的啮合表面1012距离纵轴1007特定距离。因此，当手术钻头通过柱形管1002时，手术钻头将形成与指形元素1010的啮合表面1012距离特定距离L的孔。

图17是与患者的骨盆1700一起使用的钻孔导向器1000的示意图。骨盆包括坐骨1702和髋臼1704。指形元素1010可以定位在具有接触（例如，相对保持）骨盆骨的啮合表面1012（图10）的坐骨处。手术钻头（未图示）可以通过钻孔导向器的柱形管1002提供，并且孔1706可以形成在所选择的基点处的患者的骨盆1700中。

销然后可以放置在位于所选择的基点处的该孔1706中。器械100的第三支腿108可以是空心的，例如，配置为套管，并且器械100可以通过使第三支腿108在该基点销之上滑动来对接至患者的骨盆。夹头可以提供在第三支腿108上，并且该夹头可以被拧紧以将第三支腿108保持至销。然后，第一支腿104可以对接在患者的手术侧的ASIS上，例如，右ASIS。当患者处于手术台上的仰卧位置中时，可以包括盘形基脚的第一支腿104可以停留在ASIS之上的皮肤和组织上。可替代地，销可以通过皮肤放置，并且可以放置在ASIS中，并且第一支腿104还可以包括空心尖端，该空心尖端可以在该销之上滑动，并且，例如，使用夹头来锁紧。最后，第二支腿106可以对接在患者的非手术侧的ASIS上。以与第一支腿104相似的方式，第二支腿106的盘形基脚可以停留在相对侧ASIS上面的皮肤和组织上，或者销可以插入ASIS中，并且可以提供有空心尖端的第三支腿可以，例如，通过夹头固定到该销上。

方向指示器160的定向可以由进行手术的外科医生用于关于患者的骨盆的一个或者多个组件并且/或对准该一个或者多个组件，如在框532处所指示的。例如，进行手术的外科医生可以利用方向指示器160来将组件固定至对准该方向指示器160的患者的骨盆。

图11是在手术过程的执行期间的患者1100的一部分的示意俯视图。图12是图11的患者1100的一部分的示意侧视图。患者1100可以躺在手术室手术台上的仰卧位置中。已经通过患者的皮肤和组织作一切迹以进入患者的左髋。如图所示，手术器械100对接至患者的骨盆。手术器械100的方向指示器160已经在每个手术计划中被调整以沿髋臼杯组件的期望定向指向。外科医生可以使用工具，诸如，杯压入器工具1104，来将杯组件压入方向指示器160所指定的期望定向处。例如，杯压入器工具1104可以具有限定中心轴1108（图12）的直手柄部分1106，该中心轴1108对准髋臼杯组件的轴，例如，集中在髋臼杯组件的轴上。外科医生可以对杯压入器工具1104的手柄部分1106进行定位（从而杯组件的轴）以对准方向指示器160。具体地，图11图示了在垂直面中对准方向指示器160的手柄部分1106，并且图12图示了在水平面中对准方向指示器160的手柄部分1106。

在实施例中，如在图2中所示的，一个或者多个其它器械，诸如，平行导向器1110，可以由外科医生用于将方向指示器160所限定的定向平移至杯压入器1104的手柄部分1106的中心轴1108。在于2013年6月27日公开的标题为“Guide for Acetabular ComponentPositioning”的美国专利公开第2013/0165941号中公开了合适的平行导向器，该公开文档全文以引用的方式并入本文。

在替代实施例中，方向指示器160和平行导向器1110可以用于将销压入患者的骨盆，例如，在患者的骨盆中的髋臼或者另一位置处，患者的骨盆对准髋臼杯组件的期望定向。一旦销固定到患者的骨盆上，导杆就可以附接至该销，并且外科医生可以使用该导杆来设置髋臼杯组件的定向。一旦髋臼杯组件定位在期望位置处的髋臼中并且在期望定向中，即，当在手术计划中提出时，可以移除导杆和销。

由于定位在患者的处于期望位置和定向处的髋臼中的杯组件，器械100可以从患者1100移除，并且手术过程可以继续。例如，具有配置为安装在髋臼杯组件内的球组件的假体柄可以附接至患者的股骨。

应该理解，其它或者另外的步骤可以在手术过程期间进行。例如，由于对接或者附接至患者的骨盆的器械100，可以通过使用导航指针（也称为数字化探针）来使器械100上的一个或者多个，优选三个或者多个（非共线）点数字化，如在框534处所指示的。导航指针是通常具有尖端和追踪器，诸如，具有相对于尖端的已知空间关系的光学追踪器的设备。指针的尖端可以放置在器械100的特定点上，并且，在表示点的尖端的三维空间内的位置可以由追踪系统捕获。器械100可以包括在用于容纳指针的尖端的器械100上的三个或者多个位置处的机械或者其它特征，诸如，凹陷。例如，凹陷可以位于细长支撑臂102的相对端处和导向器支撑架110上。凹陷可以位于限定平面和坐标系的点处，该平面和坐标系在器械100对接至患者时平行于器械100的支腿104、106和108的尖端所限定的患者特定的仰卧骨盆参考平面和坐标系。追踪系统可以相对于追踪系统所限定的坐标系确定这些点的3D空间坐标。按照这种方式，可以相对于追踪系统所限定的坐标系记录患者的骨盆的位置和定向，例如，角定向。

另外，可以将一个或者多个追踪器放置在骨盆上。然后可以使用器械100来确定给定平面（诸如，AP平面）与可以随机粘贴在骨盆上的一个或者多个骨盆追踪器之间的关系。那样，一旦使用器械100来记录骨盆，那么便可以移除器械100，并且可以使用典型的导航序列来，例如，将髋臼杯组件放置在相对于患者骨盆的期望位置和/或定向处。

在另一实施例中，一个或者多个追踪器可以附接至器械100。该一个或者多个追踪器可以固定地或者可移除地附接至器械100。例如，追踪器可以永久地安装至器械100，或者鞍座或者插座可以合并到器械100中，并且追踪器可以可移除地附接至该鞍座或者插座。一旦将追踪器附接至器械100或者使其就位于器械100，追踪系统就可以捕获并且“记住”器械100的位置及其相对于附接至患者（例如，附接至患者的骨盆）的一个或者多个其它追踪器的3D坐标系。按照这种方式，可以相对于患者的骨盆的一个或者多个追踪器和/或相对于AP平面和/或坐标系，建立患者特定的仰卧骨盆参考平面和/或坐标系。

通过使用该信息，可以相对于至少一个追踪器记录骨盆，这是因为可以确定追踪器相对于患者特定的平面和/或坐标系的位置。此外，因为手术计划可以包括在患者特定的平面和/或坐标系与AP平面和/或坐标系之间的平移功能，所以还可以确定追踪器与AP平面坐标系之间的关系。利用追踪系统所捕获的患者特定的平面和/或坐标系，可以从患者移除器械100。

为了提供另外的导航数据，例如，为了更准确地建立基于患者的坐标系，还可以将患者的解剖部位上的多个点数字化，即，通过追踪系统进行捕获。例如，对于THR，可以通过使用指针，使患者的髋臼处和周围的多个点数字化。即，当接近患者的髋臼时，外科医生可以使髋臼内和/或周围的多个点数字化。这些点，在对接至患者时，可以与器械100所限定的患者特定的平面和/或坐标系结合以建立坐标系。更具体地，追踪系统可以配置为基于多个点为髋臼计算旋转中心。追踪系统可以将该旋转中心设置为坐标系的原点。在实施例中，外科医生可以使彼此很接近的很多点数字化以建立原点。在本实施例中，可以首先使用器械100来建立坐标系的轴，诸如，x轴、y轴和z轴。即，器械100，结合在患者的解剖部位上（诸如，在髋臼中）的多个点，可以用于建立包括患者特定的平面和/或坐标系的坐标系。

在一些情况下，患者的术前解剖部位可以是可能无法被确定的原点。例如，患者的髋臼可能发生扭曲，从而无法确定旋转中心。在这种情况下，例如，可以将在髋臼内和/或在髋臼外的大量点数字化，并且“最适合”匹配进行的计算，诸如，确定大量捕获点如何可以最适合3D模型表面的均方根最小化计算。

应该理解，根据正在进行的过程，可以使患者的解剖部位上的其它点数字化。此外，点（诸如，骨表面上的大量点）可以通过使用追踪式超声探针由追踪系统捕获或者输入到追踪系统中。

在实施例中，一旦在患者上建立了患者特定的平面和/或坐标系，便可以移除器械100，并且可以继续手术过程。即，器械100可以记录患者在手术室中的位置和定向，并且该记录可以通过附接至患者的追踪器由追踪系统追踪。追踪系统可以在过程期间追踪外科医生所使用的一个或者多个器械。例如，追踪系统可以追踪外科医生手动操作的一个或者多个器械以，例如，将一个或者多个假体组件（诸如，髋臼杯组件）附接至患者，如在手术计划中所规定的。

追踪系统还可以用于在手术过程期间追踪其它器械，诸如，骨制备器械。此外，追踪系统可以配置为追踪支腿长度、偏置和/或前后位置的变化。在于2011年2月8日提出的标题为“System and Method for Facilitating Hip Surgery”的美国专利第7,885,705号中公开了一种用于追踪这些变化的合适系统，该专利以引用的方式全部并入本文。

在又一实施例中，器械100可以在手术过程期间保持对接至患者。在这种情况下，方向指示器160一旦设置，例如，如在一个或者多个计划中提出的，就可以由外科医生用于将一个或者多个假体组件附接在期望位置和/或定向处。

图14是第三（坐骨）支腿1400的另一实施例的示意正视图。第三支腿1400可以包括配置为容纳在第一可动支腿支架114的开口144中的第一端1402。第一端1402可以具有一个或者多个锁紧元件，诸如，锁紧元件1404a和1404b。第一可动支腿支架114可以具有切迹194（图2）。锁紧元件1404a和1404b可以是弹簧承载的，并且配置为使其中一个锁紧元件可以容纳在切迹194中，从而固定第三支腿1400使其不得旋转。如在本文中所描述的，器械100可以通过使器械100翻转而用在右髋或者左髋上。通过包括两个锁紧元件1404a和1404b，第三支腿1400可以用在两侧。

第三支腿1400可以包括可以从第一端1402直接向下延伸的第一直支腿段1406、以第一角度1407连接第一直支腿段1406的第二直支腿段1408、以及以第二角度1412连接第二直支腿段1406的第三直支腿段1410。在实施例中，第一角度和第二角度可以是相同的，并且可以是约45度。第三支腿1400可以进一步包括可以是V形的第二端1414。即，第二端1414可以具有第一臂1416a和第二臂1416b。第一臂和第二臂1416a和1416b在终点1417处连接，该终点1417为V形第二端1414的顶点。第一臂1416a可以从垂直轴1418延伸第三角度1420，并且第二臂1416b可以从垂直轴1418延伸第四角度1422。第三角度1420可以是约30度，并且第四角度1422可以是约10度。在实施例中，第三支腿1400可以具有约140 mm的总高度和约40mm的偏置（宽度）。另外，第一臂1416a和第二臂1416b可以是约10 mm。

刚好在髋臼下面的坐骨的前面观通常具有比较尖锐的前缘。不是使用与坐骨的内侧或者外侧偏置了10 mm的钻孔导向器，当使用基点套管时，可以使用具有V形第二端1414的第三支腿。在这种情况下，可以将V形第二端1414定位为使作为V的顶点的点1417处于具有放置在坐骨的外侧之上的V的外侧以及放置在坐骨的内侧之上的V的内侧的坐骨的尖锐前缘处。

在实施例中，器械计划模块1306可以配置为在确定患者特定的仰卧骨盆参考平面时，考虑到患者在左ASIS和/或右ASIS处的皮肤和组织的厚度。更具体地，图15是图示了骨盆1502和股骨1504的患者1500的示意侧视图。骨盆1502包括髂骨翼1506和在髂骨翼1506上的点1508所指示的右ASIS。患者的皮肤1510围绕骨盆1502。具有由字母T指示的厚度或者深度的皮肤和组织在右ASIS 1508之上。图16是具有放置在右ASIS 1508处的髋记录器械100（图1）的支腿1604的尖端1602的患者1500的示意侧视图。利用对接至患者的骨盆1502的器械100，在右ASIS 1508之上的皮肤和组织从其初始厚度T（图15）被压缩为标记有O的压缩厚度（图16）。即，由于髋记录器械100放置在患者上，支腿1604的尖端1602不完全接触ASIS1508，但是与其隔开距离O，这表示患者的皮肤和组织针对ASIS 1508被向下压缩。

器械计划模块1306可以配置为将距离O添加到支腿1604的物理长度以达到支腿1604的“逻辑”长度。器械计划模块1306可以在其还通过压缩的皮肤和组织在左ASIS上面隔开的程度上，类似地计算器械的其它支腿的“逻辑”长度。压缩的皮肤和组织的距离或者厚度O可以，例如，通过计划外科医生或者进行手术的外科医生输入到计划系统1300，从而由器械计划模块1306接收。可替代地，器械计划模块1306可以配置为基于患者的一个或者多个特征来估计压缩的皮肤和组织的厚度。

因为器械的支腿中的任何一个支腿或者两个支腿并不是直接接触左ASIS和/或右ASIS，所以器械的公称平面将不会平行于患者特定的仰卧骨盆参考平面。然而，因为器械的支腿的“虚拟”长度是已知的，所以器械计划模块1306仍然可以计算器械100的公称表面所限定的新平面，并且将期望髋臼杯组件定向从AP平面平移至患者特定的骨盆参考平面，并且从患者特定的骨盆参考平面平移到该新平面，从而可以为器械的方向指示器计算合理的设置。

应该理解，可以按照多种不同方式来确定标记有O的皮肤和组织的压缩厚度。在第一实施例中，可以在计划阶段期间确定压缩的厚度。例如，器械计划模块1306可以配置为：基于接收到的图像数据，诸如，CT检查或者图像，来确定在位于左ASIS和右处的两个点上面的皮肤和组织的厚度。基于该确定值，器械计划模块1306可以配置为：例如，基于数学关系或者算法（诸如，比例、非线性函数等）计算相应的压缩厚度值，该数学关系或者算法基于，例如，皮肤和组织的未压缩厚度来预测皮肤和组织的压缩厚度。数学关系或者算法可以从经验数据或者研究中获得。数学关系或者算法可以考虑除了皮肤和组织的未压缩厚度之外的其它因素。在另一实施例中，可以在患者的手术过程期间确定压缩的厚度。例如，可以，例如，通过使用放置穿过患者的皮肤并且接触两个点的校准针，来测量在位于左ASIS和右处的两个点上面的皮肤和组织的未压缩厚度。可以将皮肤和组织的未压缩厚度输入计划系统1300，该计划系统1300可以确定压缩的厚度。在又一实施例中，可以直接测量压缩的厚度。例如，使髋记录器械100的支腿104和106搁置在两个相应点上面的左ASIS和右ASIS上，可以使用校准针来测量在相应点上面的压缩的皮肤和组织的厚度。在手术帘呈现于，例如，对侧ASIS上面的程度上，还可以包括其厚度。可以将测得的压缩值输入到手术计划者1300中，该手术计划者1300可以利用接收到的值来确定逻辑支腿长度，从而确定器械100的新平面和坐标系。

另外，皮肤和组织的压缩厚度可以在骨盆的一侧（例如，左ASIS）确定，并且该值可以用在另一侧（例如，右ASIS）。

在一个实施例上，器械100配置为易于在右髋或者左髋上使用。图2图示了器械100，如为患者右髋进行手术所设置的。在本实施例中，相对于细长支撑臂102固定的（例如，不可动的）第一支腿104可以对接至患者的右ASIS，如在本文中所描述的。

为了在患者的左髋上使用器械100，可以从细长支撑臂102移除导向器支撑架110和第一可动支腿支架114，并且可以翻转细长支撑臂102，以使底表面128现在朝上，如在图1和图3中所示的。然后可以沿第一迹线134和第二迹线136将导向器支撑架110和第一可动支腿支架114滑动至特定患者的术前确定的位置，就像在患者的右髋上使用器械100那样。

在另一实施例中，支腿中的一个或者多个可以固定附接至器械，而不是可移除地附接至该器械。例如，第一支腿、第二支腿和/或第三支腿可以固定附接至细长支撑臂（直接地或者间接地）。

实施例的前述描述旨在提供说明和描述，但不是详尽的或者不会使本发明限于所公开的精确形式。根据以上教导能够进行修改和变更，或者可以从本发明的实践中获得修改和变更。例如，虽然上面已经描述了一系列动作，但是在其它具体实施中，可以修改这些动作的顺序。此外，非依赖性动作可以并行进行。同样，如在本文中所使用的术语“用户”广泛解释为包括，例如，计算机或者数据处理系统或者计算机或者数据处理系统的用户，除非另有规定。

此外，本发明的某些实施例可以作为执行一种或者多种功能的逻辑而被实现。该逻辑可以是基于硬件的、基于软件的、或者基于硬件的和基于软件的组合。逻辑中的一些或者全部可以存储在一个或者多个有形非暂时性计算机可读存储介质，并且可以包括计算机可执行的命令，该计算机可执行的命令可以由计算机或者数据处理系统（诸如，服务器系统）执行。计算机可执行的命令可以包括实现本发明一个或者多个实施例的命令。有形非暂时性计算机可读存储介质可以是易失性或者非易失性的，并且可以包括，例如，闪存、动态存储器、移动硬盘、和非移动硬盘。

如图所示，利用器械100，基点可以处于前坐骨的根部处，并且因此处于切迹内，从而处于手术区内。因此，器械100的基点表示可靠基点。该基点还表示在使用作为可能的第三参考点的耻骨联合方面的显著改善。例如，耻骨联合可能难以触诊。另外，在耻骨联合附近存在重要结构。利用器械100，无需触诊或者接触耻骨联合。

Claims (10)

1.一种用于为特定患者建立仰卧骨盆参考平面的装置，所述装置包括：

细长支撑臂；

第一支腿，其附接至所述细长支撑臂；

第二支腿，其可滑动地附接至所述细长支撑臂；以及

第三支腿，其可滑动地附接至所述细长支撑臂，其中；

所述第一支腿、所述第二支腿和所述第三支腿具有尖端，并且

相对于所述细长支撑臂可滑动地调整所述第二支腿和所述第三支腿，从而使：

所述第一支腿的所述尖端接触所述特定患者的左髂前上棘，

所述第二支腿的所述尖端接触所述特定患者的右髂前上棘，

所述第三支腿的所述尖端接触所述特定患者的在所述髋臼下方的骨盆的所述坐骨的前面观，并且进一步地

其中：

所述装置为所述特定患者限定所述仰卧骨盆参考平面，以及

所述仰卧骨盆平面与所述特定患者的标准参考平面具有已知的关系。

2.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：

附接至所述细长支撑臂的方向指示器，所述方向指示器相对于所述装置限定预定方位。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述细长支撑臂限定公称平面，并且所述预定方位与所述细长支撑臂所限定的所述公称平面有关。

4.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：

可滑动地附接至所述细长支撑臂的平台，其中，所述第三支腿附接至所述平台。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第三支腿可滑动地附接至所述平台，从而使所述第三支腿能够在与所述细长支撑臂的纵轴正交的方向上运动。

6.根据权利要求5所述的装置，其进一步包括：

附接至所述平台的方向指示器，所述方向指示器相对于所述装置限定预定方位。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述细长支撑臂限定公称平面，并且所述方向指示器在以下方向上是固定可调整的：

在所述细长支撑臂所限定的所述公称平面内的第一方向，以及

垂直于所述细长支撑臂所限定的所述公称平面的第二方向。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述方向指示器能够在所述第一方向和所述第二方向上枢转。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述第一支腿、所述第二支腿和所述第三支腿可释放地附接至所述细长支撑臂，以及

所述细长支撑臂是可逆地用在所述特定患者的左髋和右髋上。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述细长支撑臂限定公称平面，并且所述细长支撑臂所限定的所述公称平面平行于以下所限定的平面：

所述特定患者的所述左髂前上棘；

所述特定患者的所述右髂前上棘；以及

所述特定患者的在所述髋臼下方的骨盆的所述坐骨的所述前面观。