CN112930150A - 制备用于人工膝关节的组件的胫骨和/或股骨的近端表面和后股骨踝近端表面的装置和方法 - Google Patents

制备用于人工膝关节的组件的胫骨和/或股骨的近端表面和后股骨踝近端表面的装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于制备用于人工膝关节的胫骨组件和/或股骨组件的胫骨的近端表面和/或股骨远端和后股骨踝的近端表面的装置。该装置包括电子系统装置，该电子系统装置接收或测量数据信息，电子系统可以利用该信息来传达对刀片和/或切割工具的控制以切除胫骨和/或股骨远端和/或后股骨踝的近端表面至所需的基准平面切口，其可在伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的人工膝关节的股骨组件和胫骨组件之间提供平衡的角运动。

Description

制备用于人工膝关节的组件的胫骨和/或股骨的近端表面和 后股骨踝近端表面的装置和方法
技术领域
本发明涉及制备用于人工膝关节的组件的胫骨和/或股骨远端以及后股骨踝的近端表面的装置和方法。更具体地，本发明涉及其中可以完成用于胫骨和股骨的这些表面的的最终骨切除的一种改进的方式。
背景技术
如在WO2017181216中所公开的，申请人认识到建立“胫骨基准平面(tibiareference plane)”的重要性，该“胫骨基准平面”由关节衬里(joint liner)的下侧的取向限定，其中当复制为胫骨的近端表面的最终骨切除切口时，该胫骨基准平面提供了必要的表面轮廓，这样，当人工膝关节的胫骨组件植入患者的膝关节中时，它将被配置为实现在人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间所需的平衡和稳定性，无论是单室膝关节置换还是全膝关节置换。
如WO2017181216中进一步公开的那样，通过帮助建立胫骨基准表面的用户可操作的高度延伸突片(通过将这些用户可操作的高度延伸突片与关节衬里的下侧接合来帮助建立胫骨基准平面)，然后将安装装置用作用于协助切割过程的装置，以便将该胫骨基准平面作为最终的骨切除复制到胫骨的近端表面。
WO2017181216中的安装装置利用了机械结构装置，该机械结构装置包括在关节衬里和切割引导装置之间的安装接合。
切割引导件包括狭槽，使得在第一安装位置，狭槽将与建立的胫骨基准平面对准，然后通过垂直支撑结构，现在与胫骨基准平面的相同取向对准的带有狭槽的该指示器可以被降低，并且最好的总结是，在第二安装位置上的切割引导件将位于正确的垂直位置，以便切割进入新的骨头，同时切割引导件的指示器狭槽保持已建立的胫骨基准平面的正确取向，从而刀片或锯然后被引导和定向通过切割引导件的狭槽，以进行最终的骨切除，最终的骨切除将胫骨基准平面的必要轮廓复制到胫骨的近端表面。
虽然可以利用包括具有狭槽的独特切割引导件(该引导件将定向为与胫骨基准平面的对准，以用作刀片或锯的引导件来完成切除，从而将建立的胫骨基准平面复制到胫骨的骨骼上)的安装装置的这些结构特征，但这确实需要采用特定的关节衬里，该关节衬里被配置为使得安装装置可以部分地安装在其上。
如果存在更方便的方式来完成切割以复制建立的胫骨基准平面将是有利的，胫骨基准平面提供胫骨的近端表面(proximal surface)的轮廓以实现正常的健康膝关节那样的在人造膝关节的整个运动弧中的最佳稳定性和平衡。
通过WO2017197462，申请人还能够在先提供用于股骨远端以及后股骨踝的最佳最终骨切除和其他股骨切开术以适应股骨组件的用于人工膝关节的股骨侧的平衡的方法和装置。
如在wo2017197462中所讨论的，大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具的独特使用提供了具有相关联的侧向延伸突片的垂直臂和具有相关联的高度延伸突片的水平臂，侧向延伸突片负责通过与前板的接合来提供必要的股骨远端基准平面，具有相关联的高度延伸突片的水平臂对底板(和/或底板的分开部分)进行必要的调节，以建立必要的后踝基准平面，以便切开以暴露表面的股骨远端和后股骨踝的最终切除均具有与这些基准平面相同的轮廓，这然后可使人工膝关节的股骨组件最佳地工作。
因此，尽管申请人先前已经能够通过采用专利WO2017181216和WO2017197462中的每一个所讨论的装置来认识到建立基准平面的独特方式和手段，但是提供一种改进的方式是特别有利的，在该改进的方式中，胫骨和股骨的这些基准平面可以更有效更方便地平移到胫骨的近端表面和/或股骨远端和后股骨踝所需的最终骨切除轮廓切口。
因此，本发明的目的是提供一种改进的装置和手段，以有利于用于胫骨的近端表面和/或股骨远端和后股骨踝的最终切除切口。
尽管在整个说明书中，关于股骨的引用部分地涉及改进的装置和手段，以促进对股骨远端和后股骨踝的最终切除切口，但是这种相同的改进的装置和手段也可以促进其他股骨切口以根据需要容纳股骨组件。
发明内容
因此，在本发明的一种形式中，提供了一种用于制备用于人工膝关节的胫骨组件的胫骨的近端表面的装置，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近端表面上，所述胫骨和股骨稳定间隙制备板还包括上侧，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(upper articulated surface)，以接合膝关节的股骨组件，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了在伸展(extension)、中屈(mid-flexion)和屈曲(flexion)中的每一个中进行的测量，其中该测量与在关节衬里的下侧上限定的胫骨基准平面相对应，其中与所述胫骨基准平面相一致的胫骨的近端表面的最终骨切除在伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间提供了平衡的角运动；
一种电子系统装置，包括测量或接收的输入信号，其中电子系统装置的测量或接收的输入信号提供胫骨基准平面测量数据信息，其中胫骨基准平面测量数据信息包括由关节衬里下侧限定的胫骨基准平面的空间取向、角度和/或位置；
所述电子系统装置被配置为响应于胫骨基准平面测量数据信息的测量或接收的输入信号，以将电能以输出动作的形式传递，从而使刀片和/或切割工具以一定角度对准，使得在由胫骨基准平面测量数据信息提供的刀片和/或切割工具的对准下，横越胫骨的近端表面处或其下方的胫骨切除将胫骨基准平面复制在最终切除的胫骨的近端表面上。
在本发明的另一种形式中，提供一种装置，用于为人工膝关节的股骨组件提供股骨远端和股骨的后股骨踝的近端表面，所述装置包括：
可安装至股骨的大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具，使得大体L形的股骨胫骨间隙对准夹具的垂直臂适于与股骨远端邻接和/或对准，以及使得大体L形的股骨胫骨间隙对准夹具的水平臂适于与股骨的后股骨踝邻接和/或对准；
大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具的所述垂直臂包括用户可操作的侧向可调节的延伸突片，其中每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片适于接合前板，使得通过所述多个用户可操作的侧向可调节的延伸突片的前板的侧向调节提供由前板的前表面限定的股骨远端基准平面，其中具有股骨远端基准平面的轮廓的股骨远端的最终骨切除可在术后伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间提供平衡的角运动；
大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具的所述水平臂包括用户可操作的高度可调节的延伸突片，其适于调节底板相对于大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具的水平臂的垂直高度，使得所述多个用户可操作的高度可调节的延伸突片对底板的垂直高度调节限定后股骨踝基准平面，其中利用后股骨踝基准平面对股骨的后股骨踝进行的最终骨切除在伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的人工膝关节的股骨组件和胫骨组件之间提供平衡的角运动；和
一种包括测量或接收的输入信号的电子系统装置，其中进入电子系统装置的测量或接收的输入信号提供股骨远端基准平面测量数据信息和/或后股骨踝基准平面测量数据信息；
所述电子系统装置被配置为响应于股骨远端基准平面测量数据信息和/或后股骨踝基准平面测量数据信息的测量或接收的输入信号，以将电能以输出动作的形式传递从而以一定角度和/或多个角度对齐刀片和/或切割工具以利用复制股骨远端基准平面和/或后股骨踝基准平面的轮廓或多个轮廓切除股骨远端和/或后股骨踝。
在本发明的又一形式中，提供了一种用于制备用于人工膝关节的胫骨组件的胫骨的近端表面的装置，所述装置包括：
关节衬里，其中所述关节衬里包括与膝关节的股骨组件接合的上铰接表面，所述关节衬里在下侧上包括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胫骨的近端表面和/或胫骨表面上的板、平台或其他大体上平坦的物体，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在伸展、中屈和屈曲中的每一个中所进行的测量，其中测量与在关节衬里内和/或下方限定的胫骨基准平面相对应，其中与所述胫骨基准平面一致的胫骨的近端表面的最终骨切除在伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间提供平衡的角运动；
一种包括测量或接收的输入信号的电子系统装置，其中进入电子系统装置的测量或接收的输入信号提供胫骨基准平面测量数据信息，其中胫骨基准平面测量数据信息包括由关节衬里内和/或下方限定的胫骨基准平面的空间取向、角度和/或位置；
所述电子系统装置被配置为响应于胫骨基准平面测量数据信息的测量或接收的输入信号，以输出动作的形式传递电能，以使刀片和/或切割工具以一定角度对准，使得在由胫骨基准平面测量数据信息提供的刀片和/或切割工具的对准下，横跨胫骨的近端表面处或其下方的骨头的切除将胫骨基准平面复制到最终切除的胫骨的近端表面上。
在本发明的又一形式中，提供了一种装置，用于为人工膝关节的股骨组件提供股骨远端和股骨的后股骨踝的近端表面，所述装置包括：
大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准装置，其适于定位到股骨，使得大体L形的股骨胫骨间隙对准夹具的垂直臂适于与股骨远端对准，并且大体L形的股骨胫骨间隙对准装置的水平臂适于与股骨的后股骨踝对准；
大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准装置的所述垂直臂包括用户可操作的侧向可调节的延伸突片，其中每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片适于接合股骨远端或安装在股骨远端上的装置，使得通过所述多个用户可操作的侧向可调节的延伸突片的侧向调节提供了由L形股骨胫骨稳定间隙对准装置的前表面限定的股骨远端基准平面，其中具有股骨远端基准平面的轮廓的股骨远端的最终骨切除可在术后的伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间提供平衡的角运动；
大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准装置的所述水平臂包括多个用户可操作的高度可调节的延伸突片，使得多个用户可操作的高度可调节的延伸突片在后股骨踝或定位在后股骨踝上的装置上的垂直高度调节提供了在水平臂的下侧上限定的后股骨踝基准平面，其中利用后股骨踝基准平面对股骨的后股骨踝的最终骨切除在伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的人工膝关节的股骨组件和胫骨组件之间提供了平衡的角运动；和
一种包括测量或接收的输入信号的电子系统装置，其中进入电子系统装置中的测量或接收到的输入信号提供股骨远端基准平面测量数据信息和/或后股骨踝基准平面测量数据信息；
所述电子系统装置被配置为响应于股骨远端基准平面测量数据信息和/或后股骨踝基准平面测量数据信息的测量或接收的输入信号，以输出动作的形式传递电能，从而以一定角度和/或多个角度对齐刀片和/或切割工具以利用复制股骨远端基准平面和/或后股骨踝基准平面的轮廓或多个轮廓切除股骨远端和/或后股骨踝。
优选地，电子系统装置包括传感器装置，其中传感器装置包括加速度计、陀螺仪、位置传感器、电感传感器、电容位移传感器、激光传感器、光学传感器、压力传感器、磁传感器和磁感应器传感器、共焦传感器和/或拉线传感器和/或计算机导航，以帮助提供基准平面测量数据。
优选地，传感器装置包括结合到关节衬里的压力传感器装置、胫骨和股骨稳定间隙制备板或大体上L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具。
优选地，该装置还包括机械臂，刀片和/或切割工具附接到其上的所述机械臂。
优选地，机械臂在电子系统装置的控制下。
优选地，在一个实施方式中，电子系统装置被配置为控制机械臂的移动从而被放置就位，在该位置处，通过刀片和/或切割工具完成最终骨切割，此时，电子系统装置已将所述刀片和/或切割工具定向为一定角度，以完成对预定基准平面轮廓的切割。
优选地，电子系统装置包括微控制器。
优选地，电子系统装置包括显示屏和/或与显示屏通信，以显示测量的信息和/或在所述电子系统装置的控制下执行的动作。
优选地，电子系统装置被配置并起作用以控制关节衬里的用户可操作的高度可调节的延伸突片或用于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的胫骨和股骨稳定间隙制备板，以在伸展、中屈和屈曲中的每一个处进行测量，其中所述通过电子系统装置进行的伸展、中屈和屈曲中的每一个处的测量与胫骨基准平面相对应。
优选地，电子系统装置被配置并起作用以控制大体为L形的股骨胫骨稳定性间隙对准夹具的用户可操作的侧向可调节的延伸突片和用户可操作的高度可调节的延伸突片，以调节所述用户可操作的侧向可调节的延伸突片和用户可操作的高度可调节的延伸突片，用于与股骨基准平面和股骨踝基准平面相对应的测量。
有利地，本发明提供了一种改进的方式，其中可以利用通过用于制备胫骨的近端表面、股骨远端和股骨的后股骨踝的近端表面的装置而建立的基准平面。
电子系统装置被配置为具有能够识别、测量和/或记录相关基准平面的能力，然后利用电子系统装置的进一步固有功能能够传达该识别、测量和/或记录的基准平面来控制负责骨头的最终切除切口的刀片和/或切割工具。
在本发明的其他优选实施方式中，电子系统装置将适于控制诸如机械臂之类的结构特征，以在有或没有外科医生的指导下有效且方便地带动已经定向到正确角度的刀片和/或切割工具以将相关的基准平面复制到膝关节，以完成最终要切除的骨头上的切割。
附图说明
图1是在本发明的优选实施方式中的大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具和前板装置的后透视图。
图2是在本发明的优选实施方式中的大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具和前板装置的前透视图。
图3a至3h是在本发明的优选实施方式中一种方法的示意图，通过该方法可以利用装置来准备和对股骨远端和后股骨踝进行切割最终的骨切除。
图4a和4b示出了本发明的优选实施方式中的胫骨和股骨稳定间隙制备板的立体图，其中，图4a示出了处于降低位置的用户可操作的延伸突片，其中图4b示出了处于调节的升高位置的用户可操作的延伸突片。
图5a至图5f是本发明的优选实施方式中的一种方法的示意图，通过该方法可以利用该装置来准备和对胫骨的近端表面切割最终的骨切除。
图示需要被放置在通过使用本发明中提供的装置和方法而实现的预期结果的背景下。
具体实施方式
手术期间，骨科外科医生旨在提供膝盖组件的平衡无阻碍的运动，以实现从伸展、中屈和屈曲再到后退的完整运动弧。
因此，胫骨的近端表面和股骨远端以及后股骨踝的近端表面的最终骨切除需要被正确切割，以便为定位在膝关节置换(无论是全膝关节手术还是单室膝关节手术)中的胫骨和股骨假体组件呈现适当的轮廓。
下面将描述的基准平面的建立有助于实现该成果。
图1至图3h示出了用于制备如图3e中的虚线所示的股骨远端基准平面70以及制备如图3f中的虚线所示的后踝基准平面74的装置(10)，将在下面更详细讨论的信息输入到示出为72的电子系统装置中，仅用于图片参考，其中，在优选实施方式中，该电子系统装置72负责控制用于股骨39远端和后股骨踝80的最终骨切除的机械臂78和切割刀片79。
装置(10)包括大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具(11)。
在优选实施方式中，前板(12)是相对于大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具(11)单独的件。前板(12)的外表面被引用为(28)。
前板(12)的尺寸与股骨远端的尺寸和形状相对应，如图3a最佳所示。
在优选实施方式中，前板(12)的底部包括分开的部分(7a)和(7b)，其中前板(12)的底部的每个部分(7a)和(7b)在下面与在大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具(11)的水平臂(16)的相应部分(43a)和(43b)上的相应的用户可操作的高度可调节突片(17a)和(17b)接合。
在未示出的其他实施方式中，前板(12)以及底板(7a)和(7b)可以与大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具(11)集成为一个单一的组件。
如图1和图2最佳所示，前板(12)以及底板部分(7a)和(7b)都是单件，其中该单件形成大体L形的构型，复制了与大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具(11)的构型相应的股骨组件的形状。
上面介绍的大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具(11)的水平臂(16)实际上是两个部分(43a)和(43b)，因此水平臂(16)构造成与位于股骨32远端的后股骨踝(80)基本一致。
大体上L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具(11)的垂直臂(14)包括用户可操作的侧向可调节突片(15a)和(15b)，它们适于当前板(12)安装或连接到大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具(11)时与前板(12)的内侧(30)接合。
在图1和图2所示的优选实施方式中，有两个用户可操作的高度调节突片(17a)和(17b)以及两个用户可操作的侧向可调节突片(15a)和(15b)。
尽管如此，对于本发明，用户可操作的高度可调节延伸突片和用户可操作的侧向可调节延伸突片的数量和/或定向没有限制。
如将在下文中稍后更详细地讨论的，本发明的范围仅提供了包括大体为L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具(11)的垂直臂(14)上的多个用户可操作的侧向延伸突片以及在水平臂(16)下侧上的多个高度可调节的延伸突片。
通过箭头(21a)和(21b)所示的高度可调节延伸突片(17a)和(17b)的高度可调节性以及通过箭头(19a)和(19b)所示的用户可操作的侧向延伸突片(15a)和(15b)的侧向可调节性将建立图3e所示的必要的股骨远端基准平面70，并准备图3f所示的后踝基准平面74。
优选实施方式示出了一系列狭槽(18)，必要的工具可接合到该狭槽中，以便再次沿示出为(19a)、(19b)或(21a)和(21b)的箭头所示的方向侧向地和垂直地调节侧向延伸突片(15a)、(15b)和/或高度可调节的延伸突片(17a)和(17b)。
狭槽(18)的定位和操作对于本发明不是必需的，并且可以通过多种设计选择和工具操作来实现以驱动侧向延伸突片(15a)、(15b)和/或高度可调节的延伸突片(17a)和(17b)，包括机械地、液压地、电气地、电子地和/或通过计算机导航、机器人技术或气动驱动作用装置。
狭槽(18)仅表示可以相应地操纵相关的侧向可调节的延伸突片(15a)和(15b)以及高度可调节的延伸突片(17a)和(17b)，以便使前板12和底板的部分(7a)和(7b)相对于大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具(11)定向，使得可以建立必要的图3e所示的股骨远端基准平面70和在图3f中所示的后踝基准平面74，并且再次参考上文以及在下文中即将说明的，该信息被输入到电子系统装置72中，以控制负责股骨远端和后股骨踝的最终骨切除的机械臂78和切割刀片79。
首先参考图3(e)所示的股骨远端基准平面(70)。
如上所述，外科医生对侧向延伸突片(15a)和(15b)的调节已经使前板(12)定向以呈现股骨远端基准平面(70)。
然而，对于本发明重要的是，该建立的股骨远端基准平面(70)如何以及当最终的骨切除完成时，股骨远端基准平面(70)复制在股骨远端的表面上的方式。
在本发明的优选实施方式中，电子系统装置(72)适于响应输入信号，其中进入电子系统装置(72)的该输入信号已经识别、测量和/或允许记录股骨远端基准平面(70)的信息，以便电子系统装置(72)能够使用该信息控制机械臂(78)和连接到机械臂(78)的切割刀片(79)。
在图示中，电子系统装置(72)并不旨在表示其相对于被操作的膝关节的相对位置。
电子系统装置(72)仅出于图示目的而示出，以理解其在本发明中的用途，因为在某些优选实施方式中，电子系统装置(72)可以至少部分地并入由外科医生使用的组件中或电子系统装置(72)可以仍然是在计算机或其他电子可操作设备内使用的独立单位。
然而，本发明的实质是，一旦外科医生建立了股骨远端基准平面(70)和/或后踝基准平面(74)，电子系统装置(72)就固有地适用于能够接收提供图3所示的已建立的股骨远端基准平面(70)的信息的信号，输入信号示出为(71)，在图3(f)中的后踝基准平面(74)的情况下，输入作为信号(75)。
再次出于图示原因，在图3(e)和3(g)中，电子系统装置(72)接收提供股骨远端基准平面(70)的信息的输入信号(71)，其中电子系统装置(72)，再次以图示方式示出为(73)，向机械臂(78)发送控制信号，以使机械臂(78)能够定位并使切割刀片(79)定向使得在股骨远端处或下方的骨切除一旦完成就将复制图3(e)所示的相同的已建立的股骨远端基准平面(70)。
在图3(f)和3(h)的情况下，已建立的后踝基准平面(74)作为适当的信号(75)输入到电子系统装置(72)中，其中电子系统装置(72)向机械臂(78)和相应的切割刀片(79)发送控制信号(77)，以便如图3(h)所示，用于最终切除切割的切割刀片(79)可以提供相同的轮廓表面作为图3(f)中所引用的后踝基准平面(74)。
尽管在附图中未示出，但是电子系统装置(72)可以包括诸如压力传感器之类的传感器装置，该传感器装置将被并入大体“L”股骨胫骨稳定间隙对准夹具(11)、前板(12)和/或前板(12)的底部。然后，可以将源自压力传感器的信息作为信号发送给电子系统装置(72)，以使电子系统装置(72)相应地对其进行动作。
图4a、4b和5a至5f是本发明的优选实施方式中的一种方法的示意性表示，通过该方法可以利用该装置来准备和对胫骨的近端表面切割最终的骨切除。
参照图4和5a至5f，胫骨和股骨稳定间隙制备板通常表示为110，该胫骨和股骨稳定间隙制备板形成了本发明的人工膝关节的胫骨组件的胫骨的近端表面的制备的整体装置的一部分。
在优选实施方式中，胫骨和股骨稳定间隙制备板110包括底板112。底板112构造成适当地搁置在胫骨127的近端表面的初始切口135上。
在优选实施方式中，还包括顶板或平台122。但是，用户可操作的高度可调节的延伸突片113、114和115以及相关的尖端119、120和121也可以直接接合关节衬里137的下侧143，再次如参照图5a至图5f更详细地讨论的，在优选实施方式中，顶板122将接合关节衬里137的下侧143。
用户可操作的高度可调节的延伸突片113、114和115与可旋转的旋钮116、117和118可操作地接合。如箭头145、146和147所示，可旋转的旋钮116、117和118的旋转转换为相应的用户可操作的高度调节延伸突片113、114和115的尖端119、120和121的垂直高度调节。
图4a示出了处于降低的位置的用户可操作的延伸突片113、114和115的尖端119、120和121，并且在图4b中，用户可接合的旋钮116、117和118的旋转运动已经看到了被升高的相应的高度可调节的延伸突片113、114和115的尖端119、120和121的升高的高度，这表示它们的可调节性，以便建立如图5e中的虚线所示的胫骨基准平面160。
通过具有三个尖端119、120和121，这提供了三角测量，该三角测量在板122上建立适当的胫骨基准平面，然后将其转换为关节衬里137的下侧143的定向，胫骨和股骨稳定间隙制备板110的板122接合至关节衬里137的下侧143。
膝关节通常示出为129。
刀具131为胫骨127的近端表面135的初始切除做好准备。还示出了股骨130的大体远端。通过箭头134所示的胫骨和股骨稳定间隙制备板110被插入到胫骨127的最初切除的近端表面135上。
在其他优选实施方式中，尽管未在图中示出，但是刀具(131)可以被包括作为机械臂装置的一部分以完成初始切除，或者在其他优选实施方式中，刀具(131)将包括和/或与手锯、机器人、导航、患者特定的切割引导件等结合使用。
可以认识到，胫骨和股骨稳定间隙制备板110的大体形状与胫骨127的近端表面135的尺寸相当。
图5c示出了胫骨和股骨稳定间隙制备板110在胫骨127的近端表面135上的实际定位，并且夹在股骨组件136和胫骨和股骨稳定间隙制备板110之间的是关节衬里137。
箭头138代表关节衬里137将在膝关节129中定位的位置。
关节衬里137具有铰接的上表面139，以接合股骨130的股骨组件136。143代表关节衬里137的下侧。
图5d示出了处于中屈的膝关节。可操作旋钮116、117和118当通过箭头145、146和147的方式旋转时，通过高度可调节的延伸突片113、114和115将调节关节衬里137的下侧143的定向。
尽管未在图中示出，但这种高度可调节性也将在伸展时完成，然后最终在屈曲或90度下完成。
因此，用户可操作的高度可调节的延伸突片113、114和115创建顶板122的三角形支撑，然后该三角形支撑相应地对准和/或定向关节衬里137的下侧143。如图5e所示，胫骨基准平面160通过高度可调节的延伸突片113、114和115的高度可调节性从伸展、中屈到屈曲现在已经建立在关节衬里137的下侧143上。
利用现在在关节衬里137的下侧143上建立的胫骨基准平面160，胫骨的近端表面的最终骨切除将需要与该胫骨基准平面160相同的轮廓。

Claims (11)

1.一种用于制备用于人工膝关节的胫骨组件的胫骨的近端表面的装置，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近端表面上，所述胫骨和股骨稳定间隙制备板还包括上侧，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组件，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了在伸展、中屈和屈曲中的每一个中进行的测量，其中所述测量与在关节衬里的下侧上限定的胫骨基准平面相对应，其中与所述胫骨基准平面一致的胫骨的近端表面的最终骨切除提供了伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间的平衡的角运动；
电子系统装置，其包括测量或接收的输入信号，其中进入电子系统装置的测量或接收的输入信号提供胫骨基准平面测量数据信息，其中胫骨基准平面测量数据信息包括关节衬里下侧限定的胫骨基准平面的取向、角度和/或位置；
所述电子系统装置被配置为响应于胫骨基准平面测量数据信息的测量或输入信号，以输出动作的形式传递电能，以使刀片和/或切割工具以一定角度对准，从而在由胫骨基准平面测量数据信息提供的刀片和/或切割工具的对准下横越胫骨的近端表面处或在其下方的骨切除在最终切除的胫骨的近端表面上复制胫骨基准平面。
2.一种用于为人工膝关节的股骨组件提供股骨远端和股骨的后股骨踝的近端表面的装置，所述装置包括：
大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具，其可安装至股骨，使得大体L形的股骨胫骨间隙对准夹具的垂直臂适于与股骨远端邻接和/或对准，以及使得大体L形的股骨胫骨间隙对准夹具的水平臂适于与股骨的后股骨踝邻接和/或对准；
大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具的所述垂直臂包括用户可操作的侧向可调节的延伸突片，其中每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片适于接合前板，使得通过所述多个用户可操作的侧向可调节延伸突片的前板的侧向调节提供了由前板的前表面限定的股骨远端基准平面，其中具有股骨远端基准平面的轮廓的股骨远端的最终骨切除在术后的伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中提供了人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间平衡的角运动；
大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具的所述水平臂包括用户可操作的高度可调节的延伸突片，其适于调节底板相对于大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具的水平臂的垂直高度，使得所述多个用户可操作的高度可调节的延伸突片对底板的垂直高度调节限定了后股骨踝基准平面，其中利用后股骨踝基准平面对股骨的后股骨踝的最终骨切除在伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中提供了人工膝关节的股骨组件和胫骨组件之间平衡的角运动；和
一种电子系统装置，其包括测量或接收的输入信号，其中进入电子系统装置的测量或接收的输入信号提供股骨远端基准平面测量数据信息和/或后股骨踝基准平面测量数据信息；
所述电子系统装置配置为响应于股骨远端基准平面测量数据信息和/或后股骨踝基准平面测量数据信息的测量或输入信号，以输出动作的形式传递电能，以一定角度和/或多个角度对准刀片和/或切割工具以利用复制股骨远端基准平面和/或后股骨踝基准平面的轮廓或多个轮廓切除股骨远端和/或后股骨踝。
3.一种用于制备用于人工膝关节的胫骨组件的胫骨的近端表面的装置，所述装置包括：
关节衬里，其中所述关节衬里包括上铰接表面以与膝关节的股骨组件接合，所述关节衬里在下侧上包括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胫骨的近端表面和/或胫骨表面上的板、平台或其他大体上平坦的物体，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了在伸展、中屈和屈曲的每一个中进行的测量，其中所述测量与在关节衬里内和/或下方限定的胫骨基准平面相对应，其中与所述胫骨基准平面一致的胫骨的近端表面的最终骨切除在伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中提供了人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间的平衡的角运动；
一种电子系统装置，其包括测量或接收的输入信号，其中进入电子系统装置的测量或接收的输入信号提供胫骨基准平面测量数据信息，其中胫骨基准平面测量数据信息包括由关节衬里内和/或下方限定的胫骨基准平面的空间取向、角度和/或位置；
所述电子系统装置被配置为响应于胫骨基准平面测量数据信息的测量或输入信号，以输出动作的形式传递电能，以使刀片和/或切割工具以一定角度对准，使得在由胫骨基准平面测量数据信息提供的刀片和/或切割工具的对准下横越胫骨的近端表面处或在其下方的骨切除在最终切除的胫骨的近端表面上复制胫骨基准平面。
4.一种用于为人工膝关节的股骨组件提供股骨远端和股骨的后股骨踝的近端表面的装置，所述装置包括：
大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准装置，其可定位于股骨，使得大体L形的股骨胫骨间隙对准夹具的垂直臂适于与股骨远端对准，且大体L形的股骨胫骨间隙对准装置的水平臂适于与股骨的后股骨踝对准；
大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准装置的所述垂直臂包括用户可操作的侧向可调节的延伸突片，其中每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片适于接合股骨远端或安装到股骨远端前板的装置，使得通过所述多个用户可操作的侧向可调节的延伸突片进行的侧向调节提供了由L形股骨胫骨稳定间隙对准装置的前表面限定的股骨远端基准平面，其中具有股骨远端基准平面的轮廓的股骨远端的最终骨切除在手术后的伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间提供平衡的角运动；
大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准装置的所述水平臂包括多个用户可操作的高度可调节的延伸突片，使得多个用户可操作的高度可调节的延伸突片在后股骨踝或定位在后股骨踝上的装置上的垂直高度调节在水平臂下侧上提供了后股骨踝基准平面，其中利用后股骨踝基准平面对股骨的后股骨踝进行的最终骨切除提供了在伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的人工膝关节的股骨组件和胫骨组件之间平衡的角运动；和
一种电子系统装置，包括测量或接收的输入信号，其中进入电子系统装置的测量或接收的输入信号提供了股骨远端基准平面测量数据信息和/或后股骨踝基准平面测量数据信息；
所述电子系统装置被配置为响应于股骨远端基准平面测量数据信息和/或后股骨踝基准平面测量数据信息的测量或接收的输入信号，以输出动作的形式传递电能，以将刀片和/或切割工具以一个角度和/或多个角度对齐，以利用复制股骨远端基准平面和/或后股骨踝基准平面的轮廓或多个轮廓对股骨远端和/或后股骨踝进行切除。
5.根据权利要求1、2、3或4中任一项所述的装置，其中电子系统装置包括传感器装置，其中传感器装置包括加速度计、陀螺仪、位置传感器、电感传感器、电容位移传感器、激光传感器、光学传感器、压力传感器、磁传感器和磁感应器传感器、共焦传感器和/或拉线传感器和/或计算机导航，以帮助提供基准平面测量数据。
6.根据权利要求5所述的装置，其中传感器装置包括压力传感器装置，所述压力传感器装置被结合到关节衬里、胫骨和股骨稳定间隙制备板或大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具中。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其中电子系统装置被配置并起作用以控制关节衬里或胫骨和股骨稳定间隙制备板的用户可操作的高度可调节的延伸突片，以用于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，用于在伸展、中屈和屈曲中的每一个处进行测量，其中通过电子系统装置在伸展、中屈和屈曲中的每一个处的所述测量与胫骨基准平面相对应。
8.根据权利要求5或6所述的装置，其中电子系统装置被配置并起作用以控制大体L形的股骨胫骨稳定间隙对准夹具的用户可操作的侧向可调节的延伸突片和用户可操作的高度可调节的延伸突片以使得用于测量的所述用户可操作的侧向可调节的延伸突片和用户可操作的高度可调节的延伸突片的调节与股骨基准平面和股骨踝基准平面相对应。
9.根据权利要求1、2、3或4中任一项所述的装置，其中所述装置还包括机械臂，刀片和/或切割工具附接到其上的所述机械臂。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述机械臂在所述电子系统装置的控制下。
11.根据权利要求5所述的装置，其中所述电子系统装置包括显示屏和/或与显示屏通信，以显示测量信息和/或在所述电子系统装置的控制下执行的动作。
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