CN113766888A - 用于假体手术的铣削设备 - Google Patents
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Abstract
用于假体手术的铣削设备,包括铣刀(11)和手柄主体(14)。手柄主体(14)设置有旋转驱动轴(22),该旋转驱动轴(22)沿纵向旋转轴(Z)延伸并连接至铣刀(11),以围绕纵轴(Z)旋转铣刀(11)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于假体手术的铣削设备,其适合为骨空隙填充物准备底座,或适合准备骨底座以容纳假体。
特别地,铣削设备特别适合为膝假体的骨空隙填充物制作底座,或适合为肩关节假体(也称为肱骨假体)或髋假体准备骨底座。
背景技术
众所周知,在植入假体的整形手术中,当需要为骨空隙填充物准备底座或为假体准备外壳底座时,有必要在骨上开孔和/或铣削,以便制作具有期望轮廓的底座。
往往,事实上,先天性或外伤性退行性病变,例如原发性关节病、由于外伤或感染引起的继发性关节病、类风湿性关节炎、炎性关节炎、骨坏死或骨肿瘤,或其他类似问题需要植入假体,总体而言,该假体能再现类似于健康关节的运动。
还已知的是,当松质骨由于上述病症不能支撑假体时,有必要制作适合植入骨或金属空隙填充物的用作假体支撑的骨底座。这个问题可能变得至关重要,尤其是对于膝假体以及对于髋和肩假体。
膝假体通常包括附接至股骨远端的股骨部件和附接至胫骨近端的胫骨部件。
特别地,如果需要对先前植入的膝假体执行修正,那么制作具有合适支撑锥体的骨底座首先需要使用具有渐增直径的一个或多个钻孔器来制作孔,然后使用合适的铣削设备使其成形。
为此目的,可以在假体手术期间使用铣削设备以准备如上所述的底座是已知的。
这些铣削设备通常包括设置有轴的手柄主体,该轴沿纵轴延伸,根据情况与胫骨或股骨的髓内管的轴线基本重合,该轴还设置有近端和远端,该近端具有到驱动构件的附件,该远端连接到铣刀且由所述驱动构件旋转。
由于胫骨和股骨都具有不对称的细长构造,因此在准备骨底座期间遇到的主要问题之一是避免胫骨和股骨的皮质区穿孔。
已知铣削设备的缺点之一是它们被配置为在铣削轴线的方向上成形骨底座,该铣削轴线根据情况与胫骨或股骨的髓内管的轴线基本重合,因此无法遵循胫骨和股骨的解剖结构。
有时,为了避免皮质区穿孔,外科医生因此被迫制作尺寸有限的骨底座,然而,这可能不足以保证假体足够的关节稳定性,尤其是在先前植入的假体已经损坏的情况下或在松质骨的扩展区域无法使用的任何情况下。
因此,需要完善用于假体手术的铣削设备,其能够克服现有技术的至少一个缺点。
特别地,本发明的一个目的是提供用于假体手术的铣削设备,该铣削设备能执行避免对骨皮质区损伤的铣削。
本发明的另一个目的是提供用于假体手术的铣削设备,该铣削设备能够相对于不同于髓内管的铣削轴线(即不同于插入其中的导向轴的轴线)产生稳定的铣削。
本发明的另一个目的是提供用于假体手术的铣削设备,该铣削设备使用简单,并且由有限数量的部件组成。
本发明的另一目的是提供用于假体手术的铣削设备,该铣削设备易于组装以执行外科手术且易于拆卸以完成其清洗和消毒。
申请人已经设计、测试以及实施本发明,以克服现有技术的缺点并获得这些和其他的目的和优点。
发明内容
本发明在独立权利要求中阐述并表征。从属权利要求描述了本发明或主要发明构思的变型的其他特征。
根据上述目的,用于假体手术的铣削设备包括铣刀和具有沿纵轴延伸的旋转驱动轴的手柄主体。转轴连接至铣刀,以围绕纵轴旋转铣刀。
根据本发明的一个方面,转轴包括与铣刀可旋转地耦合的带角接头,以选择性地限定铣刀相对于纵轴的多个倾斜位置。
根据本发明的另一方面,手柄主体包括导向构件,导向构件包括相对于纵轴偏心布置的稳定器主体,稳定器主体配置为与铣刀协作,以便在上述多个倾斜位置中选择性地限定铣刀相对于纵轴的单一特定稳定倾斜位置。
附图说明
本发明的这些和其他的方面、特征和优点将从以下描述的一些实施例中显现,其作为关于附图的非限制性示例给出,其中:
-图1示出了根据本文描述的实施例的用于假体手术(特别应用于胫骨)的铣削设备的分解透视图;
-图2示出了图1的截面侧视图;
-图3示出了图1的另一个截面侧视图;
-图4示出了从图1的部件上方的示意性平面图;
-图5示出了用于假体手术的铣削设备的可能应用及其解决的问题的示意图;
-图6示出了根据本文描述的实施例的用于假体手术(特别应用于胫骨)的铣削设备的侧视图;
-图7是图6的另一侧视图;
-图8是沿图6的VIII-VIII线的截面;
-图9是沿图7的IX-IX线的截面;
-图10示出了根据本文描述的实施例的用于假体手术(特别应用于股骨)的铣削设备的分解透视图;
-图11示出了图10的截面侧视图;
-图12示出了根据本文描述的实施例的用于假体手术(特别应用于股骨)的铣削设备的侧视图;
-图13是图12的纵向截面;
-图14示出了根据本文描述的实施例的用于假体手术(特别应用于肩关节,特别用于关节盂)的铣削设备的分解透视图;
-图15示出了图14的截面侧视图;
-图16示出了根据本文描述的实施例的用于假体手术(特别应用于肩关节,特别用于关节盂)的铣削设备的侧视图;
-图17是图16的纵向截面。
为了促进理解,在合适的情况下使用了相同的附图标记来标识图中相同的公共元件。应当理解,一个实施例的元件和特征可以方便地融合到其他实施例中而无需进一步说明。
具体实施例
现在将详细参考本发明的各种实施例,其中一个或多个示例在附图中示出。每个示例都是通过说明本发明的方式提供的,并且不应被理解为对本发明的限制。例如,作为一个实施例的一部分而示出或描述的特征可以在其他实施例上采用或与其他实施例相关联以产生另一实施例。应当理解,本发明应当包括所有此类修改和变型。
在描述实施例之前,还必须阐明,本描述不限于其应用到在使用附图的以下描述中的部件的构造和布置的细节。本描述可以提供其他实施例,并且可以以各种其他方式被获得或执行。还必须澄清,此处使用的措辞和术语仅用于描述目的,并不能被视为限制性的。
使用附图描述的实施例涉及用于假体手术的铣削设备,在附图中整体用附图标记10表示。
特别参考附图,图1-9涉及适合为胫骨的骨空隙填充物制作底座的铣削设备10,图10-13涉及适合为股骨的骨空隙填充物制作底座的铣削设备10,并且图14-17涉及适合为肩关节假体(也称为肱骨假体)制作底座的铣削设备10。
用于假体手术的铣削设备10,以下称设备10,包括铣刀11和具有旋转驱动轴22的手柄主体14,旋转驱动轴22沿纵轴Z延伸且连接至铣刀11,以围绕纵轴Z旋转铣刀11。
根据本发明的一方面,转轴22包括与铣刀11可旋转地耦合的带角接头18,以选择性地限定铣刀11相对于纵轴Z的多个倾斜位置。
根据本发明的另一方面,手柄主体14包括导向构件20,该导向构件20包括相对于纵轴Z偏心布置的稳定器主体21,稳定性主体21配置为与铣刀11协作,以便在多个倾斜位置中选择性地限定铣刀11相对于纵轴Z的单一特定稳定倾斜位置。
特定稳定倾斜位置允许铣刀11相对于铣削轴线R旋转,该铣削轴线R根据外科应用(应用于胫骨、股骨或肩关节)以倾角α的角度相对于转轴22的旋转的纵轴Z倾斜。因此可以说铣刀11相对于转轴22和手柄主体14倾斜。
特别地,导向构件20限定倾角α的角度,使得当轴22相对于纵轴Z旋转时,铣刀相对于铣削轴线R旋转。
如图5所示,利用设备10的此配置,可以在不损坏骨的皮质区110的情况下制作骨底座。事实上,虽然总体上使用设备10以使纵轴Z基本垂直于胫骨切除术,即基本平行于髓内管,但是设备10相对于倾角α的角度成形骨底座,该倾角α对应于特定稳定倾斜位置。可能地,铣刀11可以具有通过旋转期望曲线(例如近似于胫骨或股骨的内部几何形状的曲线)获得的旋转主体的轮廓。特别地,已知的铣削设备以虚线示意性地示出,根据本文描述的实施例的设备10以实线示出。显然,已知的铣削设备移动得更靠近皮质区110,并有损坏皮质区110的风险。
此外,这允许使用者制作更深的骨底座,尤其是在松质骨严重退化的情况下,能保证假体合适的关节稳定性。
铣刀11具有带有耦合极孔13的凹形耦合底座座12。
轴22设置有远端16,其在凹形耦合底座12内连接至铣刀11,还设置有近端15,该近端15具有到驱动构件的附件17以围绕纵轴Z旋转铣刀11。
此处和以下的描述中,当描述铣削设备10的轴22时,相关术语“近端”和“远端”是参考铣削设备10的视角来限定的。因此,“近端”是指与附件17相耦合的方向,并且“远端”是指与铣刀11相耦合的方向。
特别地,带角接头18定位在轴22的远端16上,并且以能允许铣刀11选择性地采取相对于纵轴Z的多个倾斜位置的自由度与耦合极孔13可旋转地耦合。
根据实施例,手柄主体14包括以可拆卸的方式与轴22同轴耦合并且设置有导向构件20的管状手柄23。
管状手柄23设置有分别与轴22的远端16和近端15相关联的远端孔25和近端孔26。
管状手柄23具有从远端孔25到近端孔26的贯穿纵向通道27,用于与轴22旋转地耦合。有利地,纵向通道27在垂直于纵轴Z的方向上的尺寸大于在轴22的方向上的尺寸,这允许防止有害滑动。
根据可能的解决方案,管状手柄23可以被制成一整件,或可以被制成两个分开的壳状部分以选择性地组合以容纳轴22。有利地,管状手柄23可以由塑料材料制成,以将与轴22和与铣刀11的可能摩擦减至最小。
根据在此描述的实施例,特别参考图8-9和图13以及图17,近端孔26的尺寸略小于纵向通道27的尺寸,以与轴22的圆周保持边缘30协作,并保证轴22在纵轴Z的方向上的期望定位。
有利地,管状手柄23可以在外部具有符合人体工程学且防滑的把手28,从而帮助使用者握紧并操作它。为此,管状手柄23具有至少在其中心区域延伸的纵向槽29,可能具有滚花表面。此外,把手28可以具有圆形形状,以进一步提高其控制。
根据本文所述的实施例,轴22是空心的,即其内部是中空的,并且具有平行于纵轴Z的导向通道42且适合容纳导向元件,该导向元件对于在手术期间将设备10轴向定位在期望的铣削位置中是必要的。
至少在用于股骨和/或胫骨的铣削设备10的情况下,导向元件通常可以是钻孔设备,其在设备10之前使用以生成一个第一孔或直径渐增的多个第一孔。一旦达到合适的孔直径,制备设备10,以使导向元件插入导向通道42中,并且因此用作铣削操作的轴向引导。
导向构件20,特别是稳定器主体21,配置为与凹形耦合底座12协作。
根据实施例,稳定器主体21配置为生成与铣刀11的凹形耦合底座12相同形状的耦合,以便基于相对于纵轴Z的偏心率来限定铣刀11相对于纵轴Z的特定稳定倾斜位置。
导向构件20包括远端口25和滑动耦合底座31,其配置为容纳轴22的成形部分40,以保证轴22在纵轴Z的方向上的期望定位。特别地,底座31与纵轴Z同心。
底座31配置为与由圆周保持边缘30执行的定位动作相协作来执行轴22的定位动作。这样,一旦轴22被可操作地插入纵向通道27中,其在纵轴Z的方向上的定位被基本确定。特别地,成形部分40与底座31旋转耦合。此耦合的前提是底座31的表面和成形部分40的表面之间存在最小空间,以允许功能性运动。
根据实施例,例如图1-3和图10-11所示,成形部分40具有大致圆柱形的形状。稳定器主体21具有与铣刀11的凹形耦合底座12的内表面33滑动耦合的外表面32。外表面32由圆柱形部分限定并且相对于纵轴Z以倾角α的角度倾斜,该倾角α基本限定了铣削轴线R相对于纵轴Z的角度。凹形耦合底座12的内表面33具有有利的圆柱形轮廓,该圆柱形轮廓的直径略大于限定外表面32的圆柱形部分的直径,以确保如上所述的滑动耦合。滑动耦合保证铣刀11相对于纵轴Z的单一特定稳定倾斜位置。
稳定器主体21还具有设置有远端孔25的基本表面34,其允许接近底座31。底座31的表面相对于远端孔25而言以其外部连接至基本表面34,外表面32相对于远端孔25而言以其内部连接至基本表面34。特别地,由于稳定器主体相对于纵轴Z偏心布置,因此远端孔25相对于基部表面34不居中,而是与纵轴Z同心.
如图4所示,基本表面34相对于纵轴Z是总体偏心的,并且由相对于纵轴Z的第一同心部分34a(仅出于说明的目的用虚线表示)和相对于纵轴Z偏心的第二部分34b限定,部分34a和34b基本上彼此是连续的。第二部分34b越大,因此基本表面34的偏心越大,铣刀11在稳定倾斜位置中相对于纵轴Z的倾角就越大。
基本表面34相对于纵轴Z以倾角α的角度倾斜,倾角α对应于铣刀11相对于纵轴Z的单一特定稳定倾斜位置的倾角α的角度。至于在用于制备膝关节假体的骨底座的铣削设备10中,用于胫骨的铣削设备10的倾角α的角度约为5°,并且用于股骨的铣削设备10的倾角α的角度约为3°。
根据实施例,如图14-15所示,成形部分40具有大致圆锥形的形状。此外,铣刀11设置有通过倾角α的角度与倾斜底座45滑动连接的连接冠状件44,该倾角α对应于铣刀11相对于纵轴Z的单一特定稳定倾斜位置的倾角α的角度。滑动耦合保证铣刀11相对于纵轴Z的单一特定稳定倾斜位置。至于在用于制备肩关节假体的骨底座的铣削设备10中,倾角α的角度约为25°。
根据实施例,防旋转约束元件19存在于轴22的远端16上,并且与设置在铣刀11的凹形耦合底座12中的耦合底座35可操作地耦合。防旋转约束元件19被配置为相对于手柄主体14成角度地约束铣刀11,使得它们能够围绕纵轴Z整体旋转。
防旋转约束元件19包括刚性传动凸片41,其具有与存在于铣刀11上的相应耦合底座35相配合的形状,以将旋转运动传递至铣刀11。
防旋转约束元件19从轴22的轮廓径向突出,如果存在多于一个防旋转约束元件19,则有利地在相对于彼此径向相反的位置上。有利地,事实上,有两个防旋转约束元件19,以保证旋转扭矩从轴22更好地传递到铣刀11。两个防旋转约束元件19的这种径向相反的布置允许铣刀在与穿过防旋转约束元件19的平面正交的平面上水平枢转,以便选择性地采取相对于纵轴Z倾斜的多个位置,尤其是采取由稳定器主体21与铣刀的凹形耦合底座12的相同形状耦合限定的单一特定稳定倾斜位置。
防旋转约束元件19被可拆卸地嵌进耦合底座35中,与铣刀11的耦合极孔13对应制成。
耦合底座35相对于纵轴Z基本呈径向,并且配置为保证将旋转扭矩从轴22传递到铣刀11所必要的约束。
有利地,耦合底座35在数量上与防旋转约束元件19的数量一致。这保证了铣刀11在轴22上的单一且确定的连接,防止可能的装配错误。
根据实施例,带角接头18具有围绕纵轴Z布置的一个或多个凸形弯曲部分24。
有利地,带角接头18具有至少两个相对于纵轴Z径向相反布置的凸形弯曲部分24。
根据本文所述的实施例,防旋转约束元件19与凸形弯曲部分24交替围绕纵轴Z布置。
凸形弯曲部分24在与防转约束件19的位置径向相反的位置处从轴22的轮廓径向伸出,并配置为与相应的成形凹面36耦合,该成形凹面36具有与凸形弯曲部分24的形状相配合的形状。
有利地,成形凹面36允许弹性卡入耦合,其唯一地确定铣刀11的轴向位置。实际上,当铣刀11与轴22耦合时,凸形弯曲部分24被可拆卸地强制为与成形凹面36相关联。
有利地,一个或多个凸形弯曲部分24是球形部分。
根据实施例,带角接头18包括弹性键片37,每个弹性键片37设置有凸形弯曲部分24中的一个。
每个键片37在纵轴Z的方向上具有延伸,并且具有尖端39和基部38,尖端39设置有凸形弯曲部分24,基部38与尖端39相对并稳定地附接至轴22。有利地,只有基部38被稳定地附接至轴22,使得当压力施加在尖端39上时键片37可以相对于基部38弯曲。
键片37可以在垂直于纵轴Z的方向上弯曲。为此,带角接头18具有垂直穿过轴22的腔室43,并且被配置为允许键片37至少在与铣刀11耦合期间弯曲。
显然,在不脱离本发明的领域和范围的情况下,可以对如前所述的用于假体手术的铣刀进行修改和/或增加部件。
还清楚的是,虽然本发明已经参照一些具体示例进行了描述,但是本领域技术人员当然能够获得用于假体手术的铣刀的许多其他等效形式,其具有在权利要求中所述的特征,并且因此都属于由此定义的保护范围。
在以下权利要求中,括号中的标记的唯一目的是为了便于阅读:它们不得被视为对具体权利要求中所要求保护的范围的限制性因素。
Claims (11)
1.用于假体手术的铣削设备,包括:
铣刀(11);
手柄主体(14),具有旋转驱动轴(22),所述旋转驱动轴(22)沿着纵向旋转轴(Z)延伸,所述旋转驱动轴(22)连接至所述铣刀(11)以旋转所述铣刀(11);
其特征在于,所述转轴(22)包括与所述铣刀(11)可旋转地耦合的带角接头(18),以选择性地限定所述铣刀(11)相对于所述纵轴(Z)的多个倾斜位置,并且,所述手柄主体(14)包括导向构件(20),所述导向构件包括相对于所述纵轴(Z)偏心布置的稳定器主体(21),所述稳定器主体(21)配置为与所述铣刀(11)协作,以在所述多个倾斜位置中选择性地限定所述铣刀(11)的单一特定稳定倾斜位置,其中,所述铣刀(11)能够围绕相对于所述纵轴(Z)倾斜的特定铣削轴线(R)自己旋转。
2.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述稳定器主体(21)配置为实现与所述铣刀(11)相同形状的耦合,以根据相对于所述纵轴(Z)的偏心率来限定所述铣刀(11)相对于所述纵轴(Z)的所述单一特定稳定倾斜位置。
3.如权利要求1或2所述的设备,其特征在于,所述手柄主体(14)包括以可拆卸的方式与所述轴(22)同轴耦合并且包括所述导向构件(20)的管状手柄(23)。
4.如权利要求1、2或3所述的设备,其特征在于,所述设备包括在所述轴(22)的远端(16)上的防旋转约束元件(19),所述防旋转约束元件(19)与设置在所述铣刀(11)的凹形耦合底座(12)内部的耦合底座(35)可操作地耦合。
5.如前述任一项权利要求所述的设备,其特征在于,所述带角接头(18)具有围绕所述纵轴(Z)布置的一个或多个凸形弯曲部分(24)。
6.如权利要求5所述的设备,其特征在于,所述一个或多个凸形弯曲部分(24)是球形部分。
7.如权利要求5或6所述的设备,其特征在于,所述带角接头(18)具有相对于所述纵轴(Z)径向相反布置的至少两个凸形弯曲部分(24)。
8.如前述权利要求5至7中任一项所述的设备,其特征在于,所述带角接头(18)包括弹性键片(37),每个所述弹性键片(37)设置有所述凸形弯曲部分(24)中的一个。
9.如权利要求4与权利要求5至8中任一项结合所述的设备,其特征在于,所述防旋转约束元件(19)与所述凸形弯曲部分(24)交替围绕所述纵轴(Z)布置。
10.如权利要求9所述的设备,其特征在于,所述防旋转约束元件(19)包括刚性传动凸片(41),所述刚性传动凸片(41)在形状上与存在于所述铣刀(11)上的相应耦合底座(35)配合,以将旋转运动传递至所述铣刀(11)。
11.如前述任一项权利要求所述的设备,其特征在于,所述稳定器主体(21)具有与所述铣刀(11)的凹形耦合底座(12)的内表面(33)滑动耦合的外表面(32),所述外表面(32)由圆柱形部分限定并且相对于所述纵轴(Z)以倾角(α)的角度倾斜,所述倾角(α)基本限定了所述铣削轴线(R)相对于所述纵轴(Z)的角度,所述凹形耦合底座(12)的所述内表面(33)具有圆柱形轮廓,所述圆柱形轮廓的直径略大于限定所述外表面(32)的所述圆柱形部分的直径。
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