CN114007525A - 在肩关节置换术中引导植入物的关节盂部件的放置的夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于肩关节置换手术的夹具。具体地，本发明提供一种预组装的夹具，其在肩关节置换手术中促进和引导植入物的关节盂部件的放置。本申请夹具(P)是预组装的，基于以毫米为单位的切割差异，而不是以度为单位的通常转位测量，来确保肩关节置换手术中植入物的关节盂部件的精确对准、放置和尺寸调整。本发明(P)将肩关节置换的关节盂部件引导到精确的位置，从而提供部件放置的准确度。
Description
技术领域
本发明提供一种用于肩关节置换手术的夹具。具体地，本发明提供一种预组装的夹具，其在肩关节置换手术中促进和引导植入物的关节盂部件的放置。此外，本发明提供一种预组装的模块化夹具，其在肩关节置换手术中在植入物的转位、倾斜、竖直高度和侧向放置方面在三个维度上精确地引导将植入物的关节盂部件放置在肩胛骨上；帮助外科医生敏锐地工作。本发明将肩关节置换的关节盂部件引导到精确的位置，从而提供部件放置的准确度。此外，本发明显著减少了手术所花费的时间并且还以较少的失血和最小的骨损失降低了感染的机会。
背景技术
肩关节由两个骨头组成：肩胛骨和肱骨。当覆盖肩关节两个骨头的软骨(即肩胛骨的关节盂部分和肱骨上部)磨损或损坏到一个人的活动能力降低并且每次使用肩膀的情况下经历疼痛的程度时，通常需要肩关节置换手术(关节成形术)。将受损的肩关节替换为处于最佳位置和对准的最佳尺寸的人工植入物，可以帮助减轻疼痛并增强活动能力。
根据Fisher ES等人的说法，肩关节是仅次于髋关节和膝关节的身体中第三个最常更换的关节。在医学科学中的肩关节置换手术中，经常使用以下术语：
术语的含义：
位移：部件放置在下面描述的三个平面(轴向平面、矢状平面和冠状平面)中的任何一个中的距离。用于位移方向的特定术语在平面的定义下方描述。
轴向平面：下文中所指的轴向平面是指；将身体分为上部(上)和下部(下)部分的任何平面，大致垂直于脊柱。
矢状平面：下文中所指的矢状平面是指；将身体分成左右部分或朝向中线和远离中线的任何平面，大致对应于侧面观察。
冠状平面：下文中所指的冠状平面是指；将身体分为前后两部分的任何平面，大致对应于前面观察或后面观察。
上部：上部(来自拉丁语)在下文指的意思；上方。
下部：下部(来自拉丁语)在下文指的意思；下方。
中间：下文中所指的中间是指；关于中部或朝向中部；更接近身体的中部。
侧向：下文所指的侧向是指；关于远离中部；进一步远离身体的中心。
前部：在下文所指的前部是指；前面或朝向身体的前部部分。
后部：在下文所指的后部是指；后面或朝向身体的后部部分。
转位：下文中提到的术语转位是指；沿着所述轴向平面的旋转。
前转位：下文所指的前转位是指；朝向前(前部)侧旋转。
后转位：下文所指的后转位是指；朝向后侧旋转。
倾斜：下文所指的倾斜是指；沿着所述冠状平面的旋转
上倾：下文所指的上倾是指；朝向上侧(上方)倾斜。
下倾：下文所指的下倾是指；朝向下侧(下方)倾斜
此外，外科医生使用常规技术进行肩关节置换手术。然而，所述技术并不准确，也缺乏外科医生的操作方便性。
现有的一种这样的常规技术是在肩关节置换手术中使用依赖于X射线的引导仪器(夹具)。该技术利用现有的基于肩关节置换手术中身体部位的二维X射线分析的引导仪器(夹具)。X射线在肩关节置换手术中被用作调查和规划肩部手术所需工具的标准措施。基于作为X射线拍摄的患者身体部位的单个“快照”，提供骨骼的二维图像以供分析。
然而，在肩关节置换手术中使用基于X射线观察的引导仪器(夹具)存在许多缺点。它无法确定骨骼某些部分或骨骼之间的畸形。X射线进一步示出不同放大倍数的畸形。因此，不能使用X射线确保以毫米为单位准确测量畸形。X射线无法呈现三维表面表示，因此，用于肩胛骨关节盂的标准常规夹具直接放置在关节盂面上，并且在平均人群中发现的角度方面的近似是普遍的，但没有基于患者需要的准确度和精确度。角度或角度变化、其它畸形由外科医生任意计算和决定。因此，在没有任何精确度或准确度的情况下，即使是外科医生在计算或决定中的微小错误，也会导致整个手术的失败。
克服上述X射线可变性的另一种技术是使用基于计算机断层扫描CT扫描或磁共振成像MRI扫描的引导仪器(夹具)。Ganapathi等人报道了CT扫描在肩部植入手术中正确后转位的术前计划的使用和重要性。
然而，使用基于CT扫描或MRI扫描观察的引导仪器(夹具)存在许多缺点。尽管CT扫描或MRI扫描是一种三维成像技术，但所述技术的输出通常是在X射线板上的二维图像的形式，这会导致准确度和精确度的失效。正如Budge MD、Lewis GS、Schaefer E、Coquia S、Flemming DJ、Armstrong AD所报告的那样，常规的二维(2D)CT扫描被发现在测量肩关节置换手术中的关节盂转位和倾斜时不可靠。标准二维和三维校正关节盂转位测量的比较。JShoulder Elbow Surg 2011；20:577-83。其中，他们报告了2D与3D CT相比，几乎50％的关节盂转位的差异超过5°，尽管这两种技术的观察者间和观察者内可靠性都很高。此外，Daggett等人报告称，与3D相比，重新格式化的2D CT扫描中关节盂倾斜的平均差异为1°。此外，Werner等人公开的关节盂转位和倾斜的常规测量表明，与3D测量相比，重新格式化的2DCT扫描精度较低。因此，常规技术在肩部植入手术中缺乏在转位和倾斜方面的精确度和准确度。
使用来自3D CT扫描或MRI的数据，外科医生目前有两种选择来提高准确度并获得可预测的结果：1.使用计算机导航或2.使用从所述3D CT扫描或MRI数据得出的患者特定引导仪器(夹具)。计算机导航需要在手术期间延长暴露时间以附接导航设备。这是一种昂贵的仪器，需要大量的一次性用品，这增加了成本。手术变得更加耗时。延长的时间和暴露会导致更多的失血，并可能增加感染的机会。
此外，基于CT扫描或MRI数据的图像衍生引导仪器的使用是患者特定的，因此不是可重复使用的夹具。这增加了经济负担，并且还增加或导致手术安排延迟，因为患者特定的夹具在术前需要至少三周的时间。此类技术基于外科医生或第三方对测量、转位和倾斜的决定，因此很容易在手术中出错；这有时也可能需要术后措施或重复手术。因此，计算机导航和患者特定夹具等先进技术既昂贵又耗时。
现有技术及其缺陷：
美国专利US9741263B2公开了一种用于帮助用户进行术前计划的外科实施的方法，包括生成自然患者组织的物理自然组织模型。物理自然组织模型包括至少一个具有感兴趣表面的初级患者组织区域、至少一个不具有感兴趣表面的次级患者组织区域以及用于接合支撑结构的基部表面。生成的物理自然组织模型包括至少一个向用户提供临床有用信息的信息特征。信息特征基本上与感兴趣表面分离。还提供了一种用于帮助用户实施术前计划的设备。
然而，所述系统未能提供一种模块化的可重复使用的夹具来在肩关节置换手术中引导关节盂的放置，该夹具根据要求准确地引导关节盂部件在患者体内的放置。夹具使用关节盂表面印记的负印模。由于使用了关节盂的负印模，因此需要大量暴露没有软组织覆盖的骨骼。这会导致更大的暴露和失血。此外，所述系统是用户特定的，因此无法提供可重复使用的夹具。由于它是一次性产品并且需要制造，因此是昂贵且耗时的过程，并且从CT扫描时间起延迟至少三周。
另一种用于肩关节置换手术的仪器或系统是Arthrex VIP系统。所述系统由患者特定仪器组成，这些仪器有助于在准备用于在全肩关节置换术或反向全肩关节置换术中植入关节盂植入物的关节盂时使用的关节盂引导销的术前规划和术中放置。根据外科医生提交的患者CT扫描数据，Arthrex使用3D术前规划软件，为该特定患者创建关节盂植入物植入手术计划。
然而，由于系统中使用了5D校准器，所述系统体积庞大并且使用起来很麻烦。这在放置手术期间阻止了外科医生的可视化，从而增加了部件放置计算中出错的机会。此外，使用所述仪器进行手术的术前措施所花费的时间明显更多(大约48小时)。任何可重复使用的模块化系统的准确度取决于仪器在关节盂骨骼上的放置有多好。使用阻碍可视化的笨重仪器，很难确认所有五条腿都放置在骨骼上。这会影响系统的准确度。更轻的系统是必要的，其允许目视确认夹具在骨骼上的坐置。
现有技术的缺陷：
用于肩关节置换手术的现有技术和/或夹具具有以下所有或至少任何一个缺陷：
常规系统无法提供预组装的夹具，该夹具在肩关节置换手术中促进和引导植入物的关节盂部件的放置。
用于放置肩胛骨关节盂的常规夹具直接放置在关节盂面上，并根据在普通人群中发现的转位进行近似。而转位是由外科医生任意决定的。因此基于这种近似或任意的关节盂的放置不准确并且不能提供患者满意度。
具体地，用于肩部植入手术的常规系统无法提供一种模块化夹具，其在肩关节置换手术中在植入物的转位、倾斜、竖直高度和侧向放置方面在三个维度上精确地引导将植入物的关节盂部件放置在肩胛骨上。
此外，用于在肩关节置换手术中引导植入物放置的现有夹具仅依靠X射线；未能检测骨骼或骨骼之间的畸形，导致植入物的放置计算不正确，因此是不能依赖的。
使用2D模式下的CT或MRI扫描的现有技术缺乏对骨骼畸形的准确检测，这进一步导致手术和手术后的复杂性。经常在打开肩部以进行手术后发现畸形；这增加了手术时间，有时可能需要第二次手术来解决肩部畸形的术后问题；增加了手术的复杂性、给患者带来的痛苦和不便以及术后治疗的额外费用。
常规技术无法提供一种夹具，该夹具在肩关节置换手术中以患者的确定转位和倾斜精确且准确地引导植入物越过肩胛骨。
此外，现有技术既费时又不可靠，因为其不准确。
他们未能提供用于在肩关节置换手术中放置关节盂部件的术前模块化夹具。
肩关节置换术中使用的计算机导航大大增加了肩部的暴露和手术所需的时间，同时增加了手术过程中的失血和感染的机会，给患者带来了痛苦；从而不符合患者的要求。
此外，基于3D CT或MRI的常规夹具对外科医生不是友好的，因为它们中的许多都是笨重的、非模块化的、不可重复使用的，并且需要基于外科医生对植入物的假设的近似或任意，此外也不精确和准确。
它们中的大多数基于3D CT或MRI扫描，是针对特定患者的，因此不可重复使用，从而增加了成本。
基于3D CT或MRI扫描的可重复使用的模块化夹具的现有系统体积庞大且使用复杂，使得在手术过程中阻挡了外科医生的视线，从而导致手术过程中的许多手术复杂性以及缺乏引导放置的精确度和准确度。
现有技术均未提供在肩关节置换手术中准确、精确地放置植入物部件并且是用户友好的、患者顺应性和可重复使用的实质上有效的用于引导关节盂部件放置的仪器(夹具)。因此，本发明存在未满足的需要，其消除了现有技术的上述问题。
发明目的：
因此，本发明的目的是提供一种用于肩关节置换手术的夹具。在一个方面，本发明提供一种预组装的夹具，其在肩关节置换手术中促进和引导植入物的关节盂部件的放置。
本发明的一个目的是提供一种术前模块化夹具，其在肩关节置换手术中促进和引导植入物的关节盂部件的放置。在一个方面，本发明提供了一种夹具，该夹具在肩关节置换手术中在植入物的转位、倾斜、竖直高度和深度方面在三个维度上精确地引导植入物的关节盂部件在肩胛骨上的放置，并帮助外科医生敏锐地工作。
在另一个目的中，本发明提供一种夹具，该夹具在肩关节置换手术中以患者的确定转位和倾斜精确且准确地引导植入物越过肩胛骨。
在又一个目的中，本发明提供一种模块化夹具，其准确地确定骨骼中或骨骼之间的畸形，从而在肩关节置换手术中促进和引导植入物的关节盂部件的精确放置。
在又一个目的中，本发明提供一种夹具，其用于在肩关节置换手术中引导植入物的关节盂部件的放置，显著减少肩部剥离，从而促进肩关节置换手术耗时更少。
在一个目标中，本发明消除了外科医生和/或第三方对植入物的值的任意计算的需要，从而提供精确度和准确度并且还减少了手术所花费的时间，继而需要保持肩部打开的时间大大减少，从而减少感染的机会。
在另一个目的中，本发明提供一种可重复使用的夹具，其用于在肩关节置换手术中引导植入物的关节盂部件的放置。在一个方面，本发明提供一种夹具，其在肩关节置换手术中引导植入物的关节盂部件的放置时减少失血和骨损失。
在一个目的中，本发明提供一种夹具，其用于在肩关节置换手术中引导植入物的关节盂部件的放置，对外科医生友好且不笨重，并且易于操作且在手术期间使部件的放置可视化。
在另一个目的中，本发明提供一种用于在肩关节置换手术中引导植入物的关节盂部件的准确且精确的夹具。
在另一个目的中，本发明提供一种夹具，其用于在肩关节置换手术中引导植入物的关节盂部件，有助于外科医生敏锐地工作。
在另一个目的中，本发明提供一种夹具，其用于在肩关节置换手术中引导植入物的关节盂部件，有助于肩关节置换手术并提供增强的患者顺应性，减少失血、骨损失、感染机会和术后困难、疼痛。
附图说明
用于在肩关节置换手术中引导植入物关节盂部件的本申请夹具的所述部件部分的附图标记的含义：
P:用于在肩关节置换手术中引导植入物的关节盂部件的本申请夹具
GR:关节盂环
GS:关节盂销套筒
GA:关节盂环增强件
GH:关节盂柄部
HGA:用于关节盂环增强件的孔
HGS:用于引导销套筒的孔
HGH:用于关节盂环柄部的孔
附加参考(不是本申请夹具的一部分)
P1:关节盂的上部位置，其中关节盂环增强件在该位置处抵靠在骨骼上
P2:关节盂的下部位置，其中关节盂环增强件在该位置处抵靠在骨骼上
P3:关节盂的前部位置，其中关节盂环增强件在该位置处抵靠在骨骼上
P4:关节盂的后部位置，其中关节盂环增强件在该位置处抵靠在骨骼上
具体实施方式
发明概述：
参考图1至7b，本发明(P)包括：
关节盂环(GR)，
关节盂销套筒(GS)，
关节盂环增强件(GA)，
关节盂环柄部(GH)，
用于关节盂环增强件的孔(HGA)，
用于关节盂销套筒的孔(HGS)，
用于关节盂环柄部的孔(HGH)；
本申请夹具(P)在肩关节置换手术中使用肩胛骨关节盂的夹具(P)的位移测量；其中，为了获得精确切割，从CT扫描或MRI扫描等3D成像系统获得切割深度值，以获得关节置换植入物的关节盂部件的准确和精确位置，从而实现最小的骨损失和最大的患者满意度。在使用获得的值的同时，本申请夹具(P)用于在肩关节置换手术中获得关节盂上的精确切割。关节盂上的精确切割是这样实现的：将本申请夹具(P)在所有三个平面中精确放置在肩胛骨上，以便在骨骼上进行精确切割。其中精确的放置是通过精确测量的(更优选地以毫米为单位)关节盂环增强件(GA)来确保的，关节盂环增强件用于在不同平面中产生旋转。将本申请夹具(P)放置在肩胛骨上，在不同点建立本申请夹具(P)与骨骼的接触，使得关节盂环增强件(GA)的端部接触骨骼。所述点在下文中称为接触点。所述接触点用作参考点，可以在将夹具(P)调节到精确位置的同时进行精确测量，从而有利于精确切割。其中接触点为多个，更优选为三个、四个或三个以上，以实现测量的精确调节。
本申请的描述体现了四个这样的接触点，同时实现了本申请夹具(P)在关节盂上的精确定位和对准。
P1：关节盂环增强件(GA)基部，处于关节盂环(GR)的上部位置，带有十字准线
P2：关节盂环增强件(GA)基部，处于关节盂环(GR)的下部位置，带有十字准线
P3：关节盂环增强件(GA)基部，处于关节盂环(GR)的前部位置，带有十字准线
P4：关节盂环增强件(GA)基部，处于关节盂环(GR)的后部位置，带有十字准线
这四个点控制本申请夹具(P)的旋转和位移，如下所示：
矢状平面中的旋转：上倾(朝向上侧(上方)的倾斜)是通过以下方式来控制的：相对于带有十字准线的关节盂环(GR)的上部位置中的关节盂增强件(GA)，增加带有十字准线的关节盂环(GR)的下部位置中的关节盂环增强件(GA)的尺寸(与P1和环之间的距离相比，增加P2和环之间的距离)。类似地，下倾(朝向下侧(下方)的倾斜)是通过以下方式来控制的：在带有十字准线的关节盂环中，相对于带有十字准线的关节盂环(GR)的下部位置中的关节盂环增强件(GA)，增加带有十字准线的关节盂环(GR)的上部位置中的关节盂环增强件(GA)的尺寸(与P2和环之间的距离相比，增加P1和环之间的距离)。
轴向平面中的旋转：前倾(朝向前方的倾斜)是通过以下方式来控制的：在带有十字准线的关节盂环(GR)中，相对于带有十字准线的关节盂环(GR)的前部位置中的关节盂环增强件(GA)，增加带有十字准线的关节盂环(GR)的后部位置中的关节盂环增强件(GA)的尺寸(与P3和环之间的距离相比，增加P4和环之间的距离)。类似地，后倾(朝向后方的倾斜)是通过以下方式来控制的：在带有十字准线的情况下，相对于带有十字准线的关节盂环(GR)的后部位置中的关节盂环增强件(GA)，增加带有十字准线的关节盂环(GR)的前部位置中的关节盂环增强件(GA)的尺寸(与P3和环之间的距离相比，增加P4和环之间的距离)。
矢状平面中的位移是前部放置或后部放置。前部关节盂环(GR)的P3和后部关节盂环(GR)的P4的位移引起关节盂的前部或后部放置，放置的距离以毫米为单位，如术前计划中计算的。
轴向平面中的位移是上部放置或下部放置。关节盂环(GR)在P1处相对于上部边缘和在P2处相对于下部边缘的位移引起关节盂远离关节盂骨骼的下部边缘或上部边缘的上部-下部放置，放置的距离以毫米为单位，如术前计划中计算的。
因此，本申请夹具(P)在所有三个平面和所有六个自由度中使用以毫米(mm)为单位的测量值，而不是在未定义的平面中通常使用的以度为单位的角度。其中六个运动自由度为三个角度和三个位移。此外，轴向平面中的两个角度和冠状平面中的倾斜如上所述。矢状平面的第三个角度是盂球绕其轴线的旋转，这无关紧要，因为反向肩关节置换术中的关节盂植入物是半球体。此外，矢状平面中的前部-后部、轴向平面中的上部-下部两个位移如上所述。而第三个位移；关节盂的放置深度，由引导销上的铰孔深度控制。
发明描述
本发明的目的和具体技术在附图所示的实施例中得到举例说明，如下所述：
本发明的实施例提供了一种预组装的模块化夹具(P)，用于在肩关节置换手术中引导关节盂部件的放置。本发明提供一种夹具，其在肩关节置换手术中在植入物的转位、倾斜、竖直高度和侧向放置方面在三个维度上精确地引导将植入物的关节盂部件放置在肩胛骨上。本申请夹具(P)是预组装的，以确保肩关节置换手术中植入物的关节盂部件的精确对准、放置和尺寸调整，这是基于以毫米为单位的切割差异，而不是以度为单位的通常转位测量。本发明(P)将肩关节置换的关节盂部件引导到精确的位置，从而提供部件放置的准确度。此外，本发明(P)显著减少了手术所花费的时间并且还以较少的失血和最小的骨损失降低了感染的机会。
参考图1和图2，本发明的用于在肩关节置换术中引导植入物关节盂部件放置的夹具(P)包括：
关节盂环(GR)，
关节盂销套筒(GS)，
关节盂环增强件(GA)，
关节盂环柄部(GH)，
用于关节盂环增强件的孔(HGA)，
用于关节盂销套筒的孔(HGS)，
用于关节盂环柄部的孔(HGH)；
其中，
参考图3，所述关节盂环(GR)具有十字准线并且优选地由金属制成。所述关节盂环(GR)有利于在上部(P1)、下部(P2)、前部(P3)和后部(P4)位置处的用于关节盂环增强件的孔(HGA)。提供所述用于关节盂环增强件的孔(HGA)以接纳所述关节盂环增强件(GA)。所述关节盂环(GR)进一步有利于在环的前部-下部和后部-下部端部处的用于关节盂环柄部的孔(HGH)以接纳关节盂环柄部(GH)。或者，外科医生使用关节盂环(GR)的前部-下部和后部-下部端部处的孔。所述用于关节盂销套筒的孔(HGS)设置在关节盂环(GR)的中心处以接纳关节盂销套筒(GS)。提供所述关节盂增强件(GA)以使得其确定承受肩关节置换手术的患者的肩部上的四个接触点。关节盂环增强件(GA)位于骨骼上的接触点被称为用于上部关节盂环增强件的P1、用于下部关节盂环增强件的P2、用于前部关节盂环增强件的P3和用于后部关节盂环增强件的P4。提供所述关节盂增强件(GA)以便于在关节盂的上部位置(P1)、下部位置(P2)、前部位置(P3)、后部位置(P4)处准确和精确地确定将关节盂部件放置在肩胛骨上的位置。
现在参考图4a和图4d；示出了所述关节盂增强件(GA)的尺寸测量的变化。其中关节盂增强件(GA)的尺寸在1mm到20mm的范围内变化。本申请夹具(P)通过在四个完全相反的方向上控制所述关节盂增强件(GA)的长度来确定将关节盂部件准确和精确地放置在肩胛骨上的位置。此外，轴向平面中的旋转(转位)也由具有十字准线的关节盂环(GR)的前部位置(P3)和后部位置(P4)上的关节盂增强件(GA)的长度控制。与后部关节盂环增强件相比，前部关节盂环增强件(GA)更长；即关节盂环增强件(GA)与前部位置P3的距离大于关节盂环增强件(GA)与后部位置(P4)的距离。这增加了后转位。与前部关节盂环增强件相比，后部关节盂环增强件更长的情况增加了前转位。带有在冠状平面中旋转的十字准线的关节盂环(GR)的上部位置(P1)和下部位置(P2)上的关节盂增强件(GA)进一步的所述长度变化决定了角度的倾斜；上部位置(P1)关节盂环增强件(GA)比下部位置(P2)关节盂增强件(GA)长的情况表明肩胛骨上的下倾角度增加；上部位置(P1)关节盂环增强件(GA)比下部位置(P2)关节盂增强件(GA)段表示肩胛骨上的上倾角度增加。在外科医生研究个性化CT扫描后测量关节盂环增强件(GA)的精确长度，并测量P3和P4与关节盂环的距离。为了确定倾斜(冠状平面中的旋转)，改变关节盂环(GR)的上部位置(P1)和下部位置(P2)上的关节盂增强件(GA)的长度。这决定了上倾或下倾，因此外科医生使用关节盂增强件(GA)的不同尺寸测量值。
如图4c和4d所示，本申请夹具(P)可选地使用并公开了关节盂增强件(GA)的头部的变体；更优选地，在不同尺寸范围的关节盂增强件(GA)顶部上的十字头或顶部上的六角头。利用关节盂环增强件(GA)头部上的螺纹和带有十字准线的关节盂环(GR)的孔中的螺纹将关节盂环增强件(GA)锁定在环上。或者，锁定机构的不同变体可用于将关节盂环增强件锁定到用于关节盂环增强件的带有十字准线的关节盂环的孔中。
参考图6至6b，示出了实施用于引导关节盂部件的放置的本申请夹具的、在肩胛骨上的关节盂增强件(GA)尺寸变化的情况下的转位变化。根据由不同平面中的旋转和位移确定的位置，精确测量关节盂增强件(GA)的尺寸，确保部件放置的精确位置。在冠状平面、矢状平面和轴向平面三个维度上，通过本申请夹具(P)根据移位的角度精确变化确定关节盂增强件(GA)的尺寸变化。参考图6，示出了本申请夹具(P)，确定患者肩胛骨上的位置，用于引导将关节盂部件放置在参考点处，将这些点标记为关节盂上部位置(P1)、关节盂下部位置(P2)、关节盂前部位置(P3)、关节盂后部位置(P4)。基于患者的三维报告CT扫描/MRI和术前分析，使用本申请夹具(P)的外科医生确定关节盂放置的准确和精确位置。如图6a所示，外科医生根据患者的要求实施各种不同尺寸测量的关节盂增强件(GA)。当关节盂前部位置(P3)处的关节盂增强件(GA)比关节盂后部位置(P4)处的关节盂增强件(GA)长时；这会在肩胛骨上产生后转位。这精确地标记了肩胛骨上关节盂部件的位置及其倾斜角度的变化。类似地，如图6b所示，当关节盂前部位置(P3)处的关节盂增强件(GA)比关节盂后部位置(P4)处的关节盂增强件(GA)短时；这会在肩胛骨上产生前转位。这精确地标记了肩胛骨上关节盂部件的位置及其转位的变化。其中本发明(J)准确地检测转位(后转位和前转位)的变化，该变化以角度为单位，在1.8°-30°的范围内。此外，所确定的角度的所述变化与在本申请夹具(P)中使用的1mm–20mm范围内以毫米(mm)为单位的关节盂增强件(GA)的变化尺寸成正比。因此，随着患者需求的变化，每个关节盂增强件(GA)都会发生变化，以准确和精确地确定转位变化，这是特定于患者并随每个患者而变化的，从而帮助按照每个患者的需要准确放置关节盂部件。
参考图7到7b，示出了随着实施本申请夹具(P)的肩胛骨上的增强件尺寸的变化而发生的倾斜变化。根据由不同平面中的旋转和位移确定的位置，精确测量关节盂环增强件(GA)的尺寸，确保部件放置的精确位置。随着关节盂环增强件(GA)的尺寸随倾斜的变化，角度的精确变化由本申请夹具(P)在三个维度上确定。参考图7，示出了本申请夹具(P)，确定患者肩胛骨上的位置，用于引导将关节盂部件放置在参考点处，将这些点标记为关节盂上部位置(P1)、关节盂下部位置(P2)、关节盂前部位置(P3)、关节盂后部位置(P4)。基于患者的三维报告CT扫描/MRI和术前分析，使用本申请夹具(P)的外科医生确定关节盂(GA)放置的准确和精确位置。如图7a所示，外科医生根据患者的要求实施各种不同尺寸测量的关节盂增强件(GA)。当关节盂上部位置(P1)处的关节盂增强件(GA)比关节盂下部位置(P2)处的关节盂增强件(GA)长时；确定肩胛骨上的下倾角度增大。这精确地标记了肩胛骨上关节盂部件的位置及其倾斜的变化。类似地，如图7b所示，当关节盂上部位置(P1)处的关节盂增强件(GA)比关节盂下部位置(P2)处的关节盂增强件(GA)短时；确定肩胛骨上的上倾角度增大。这精确地标记了肩胛骨上关节盂部件的位置及其倾斜的变化。其中本发明(J)准确地检测倾斜变化(上倾或下倾增大)，该变化以角度为单位，在1.8°-30°的范围内。此外，所确定的角度的所述变化与在本申请夹具(P)中使用的1mm–20mm范围内以毫米(mm)为单位的关节盂增强件(GA)的变化尺寸成正比。因此，随着患者需求的变化，每个关节盂增强件(GA)都会发生变化，以准确和精确地确定倾斜变化，这是特定于患者并随每个患者而变化的，从而帮助按照每个患者的需要准确放置关节盂部件。
在一个实施例中，本发明(P)提供了如图(5至5b)所示的关节盂环柄部(GH)的不同转位。所述关节盂环柄部(GH)设置为用以支撑具有十字准线的关节盂环(GR)，并且优选地由金属制成，在一端处具有把手。在另一端设置有锁定机构，其将关节盂环柄部(GH)锁定到具有十字准线的关节盂环上的用于关节盂环柄部的孔中。其中所述锁定机构包括螺纹或其变体。柄部的形状可以根据外科医生的偏好而变化，以便更好地深入手术区域而无障碍。所述关节盂销套筒(GS)设置为用以促进引导销插入的精确方向，并且优选地由金属制成，在一端具有把手而在另一端具有锁定机构。其中所述关节盂销套筒(GS)的另一端在具有十字准线的所述关节盂环(GR)中锁定到设置在中心处的用于关节盂销套筒的孔(HGS)中。
本发明的工作：
最佳配合植入物及其最佳位置的分析源自任何现有的关节置换手术术前系统。从所述系统获得肩胛骨上的关节盂上的切割深度以及前部-后部和上部-下部距离。这些用于计算关节盂部件的放置和要使用的关节盂增强件(GA)的尺寸。工作步骤包括：
1.确定接触点并验证从术前系统获得的数据
2.本申请夹具(P)的组装，
3.将本申请夹具(P)放置在关节盂上
为了使用本申请夹具(P)在肩关节置换手术中精确和准确地放置关节盂部件、精确和准确的骨骼切割位置以及部件相对于转位和倾斜的放置，所述关节盂环增强件(GA)确定四个接触点，即上部(P1)、下部(P2)、前部(P3)和后部(P4)。
确定接触点并验证从术前系统获得的数据
在通过本申请夹具(P)确定四个接触点之后，外科医生验证从术前系统获得的数据。这进一步确保了本申请夹具(P)的操作精度。从现有术前系统获得的数据由外科医生验证如下：在外科医生觉得根据从术前系统获得的患者特定数据增加“前转位”的情况下；外科医生使用的在后部位置(P4)处的关节盂环增强件(GA)比在前部位置(P3)处的关节盂增强件的尺寸更长。
在外科医生觉得根据从术前系统获得的患者特定数据减少“前转位”的情况下；外科医生使用的在前部位置(P3)处的关节盂环增强件(GA)比在后部位置(P4)处的关节盂增强件的尺寸更长。
在外科医生觉得根据从术前系统获得的患者特定数据增加“下倾”的情况下；外科医生使用的在上部位置(P1)处的关节盂环增强件(GA)比在下部位置(P2)处的关节盂增强件的尺寸更长。
在外科医生觉得根据从术前系统获得的患者特定数据减少“下倾”的情况下；外科医生使用的在下部位置(P2)处的关节盂环增强件(GA)比在上部位置(P1)处的关节盂增强件的尺寸更长。
本申请夹具(P)的组装
此外，外科医生选择使用的关节盂增强件(GA)从上部孔开始锁定到它们各自的用于关节盂增强件的孔(HGA)中。其中，外科医生使用的关节盂增强件(GA)的尺寸差异在1-20mm范围内变化，与相应的度数的比从1mm:1.8°至20mm:30°变化。
所述引导销套筒(GS)拧入并锁定在带有十字准线的关节盂环(GR)中的用于关节盂销套筒的孔(HGS)的中心。
根据关节盂的暴露情况和外科医生的偏好，关节盂环柄部(GH)在后下孔或前下孔处锁定在用于关节盂环柄部的孔(HGH)中。
将组装好的夹具(P)放置在关节盂上：
1.将所述组装好的夹具进一步放置在关节盂表面上，注意以下事项：
所有四个关节盂环增强件(GA)都接触关节盂。这是视觉上的交叉检查。或者，可以尝试将小仪器通过关节盂环增强件(GA)下方，以交叉检查关节盂环增强件(GA)末端和骨骼之间是否没有空间。放置在关节盂上的关节盂环(GR)的稳定性通过小肘节评估，其中所有四个关节盂环增强件(GA)都接触关节盂表面，确保正确放置关节盂环(GR)
此外，上部环增强件与关节盂的上部位置对准。
关节盂上的上部环增强件的放置(P1)相对于关节盂上部位置的距离与根据术前计划计算的相同。
关节盂上的下部环增强件的放置(P2)相对于关节盂下部边缘的距离与根据术前计划计算的相同。
关节盂上的前部环增强件的放置(P3)相对于关节盂前部边缘的距离与根据术前计划计算的相同。
关节盂上的后部环增强件的放置(P4)相对于关节盂后部边缘的距离与根据术前计划计算的相同。
2.确认夹具在关节盂上的正确放置后，将引导销通过关节盂销套筒(GS)以精确、期望的角度和放置钻入关节盂。空心铰刀用于在引导销上铰孔关节盂，并进行最终准备以将引导销保持就位。准备好肱骨，并以骨水泥或非骨水泥模式放置最终部件。放置间隔件并分层闭合伤口。
示例1：
对于患者A，根据CT扫描/MRI报告并暗示术前系统和医生验证的结果，计算出的将用于肩关节置换手术的植入物的关节盂部件的放置的关节盂环增强件(GA)的值是：对于位于上部位置(P1)的关节盂环增强件(GA)，确定的值为2mm，对于位于下部位置(P2)的关节盂环增强件(GA)为2mm，而对于前部位置(P3)的关节盂环增强件(GA))为3mm，对于后部位置(P4)的关节盂环增强件(GA)为2mm。因此，当将本发明应用于所述患者的手术时，在上部位置(P1)和下部位置(P2)处的关节盂环增强件(GA)应相同，因为没有检测到倾斜的变化和改变。进一步，对于所述患者，在前部位置(P3)处的关节盂环增强件(GA)大于在后部位置(P4)处的关节盂环增强件；从而导致后转位。转位有1mm和1.8°(度数)的变化。因此，关节盂的放置应相应地后倾，其中在后部位置(P4)处使用的关节盂环增强件(GA)比在前部位置(P3)处使用的关节盂环增强件(GA)大1mm
示例2：
对于患者N，根据CT扫描/MRI报告并暗示术前系统和医生验证的结果，计算出的将用于肩关节置换手术的植入物的关节盂部件的放置的关节盂环增强件(GA)的值是：对于位于上部位置(P1)的关节盂环增强件(GA)，确定的值为2mm，对于位于下部位置(P2)的关节盂环增强件(GA)为2mm，而对于前部位置(P3)的关节盂环增强件(GA))为3mm，对于后部位置(P4)的关节盂环增强件(GA)为4mm。因此，当将本发明应用于所述患者的手术时，在上部位置(P1)和下部位置(P2)处的关节盂环增强件(GA)应相同，因为没有检测到倾斜的变化和改变。进一步，对于所述患者，在前部位置(P3)处的关节盂环增强件(GA)短于在后部位置(P4)处的关节盂环增强件；从而导致前转位。转位有1mm和1.8°(度数)的变化。因此，关节盂的放置应相应地前倾，其中在前部位置(P3)处使用的关节盂环增强件(GA)比在后部位置(P4)处使用的关节盂环增强件(GA)大1mm。
示例3：
对于患者X，根据CT扫描/MRI报告并暗示术前系统和医生验证的结果，计算出的将用于肩关节置换手术的植入物的关节盂部件的放置的关节盂环增强件(GA)的值是：对于位于上部位置(P1)的关节盂环增强件(GA)，确定的值为4mm，对于位于下部位置(P2)的关节盂环增强件(GA)为2mm，而对于前部位置(P3)的关节盂环增强件(GA))为2mm，对于后部位置(P4)的关节盂环增强件(GA)为2mm。因此，当将本发明应用于所述患者的手术时，在上部位置(P1)处的关节盂环增强件(GA)大于在下部位置(P2)处的关节盂环增强件(GA)，导致下倾增大。下倾有2mm和3.5°(度数)的变化。因此应相应地使用关节盂的放置，其中下部位置(P2)处的关节盂环增强件(GA)比上部位置(P1)处使用的关节盂环增强件大2mm。此外，由于前部位置(P3)和后部位置(P4)处的关节盂环增强件(GA)相同，因此未检测到转位变化。
示例4：
对于患者Y，根据CT扫描/MRI报告并暗示术前系统和医生验证的结果，计算出的将用于肩关节置换手术的植入物的关节盂部件的放置的关节盂环增强件(GA)的值是：对于位于上部位置(P1)的关节盂环增强件(GA)，确定的值为2mm，对于位于下部位置(P2)的关节盂环增强件(GA)为4mm，而对于前部位置(P3)的关节盂环增强件(GA))为2mm，对于后部位置(P4)的关节盂环增强件(GA)为3mm。因此，当将本发明应用于所述患者的手术时，在上部位置(P1)处的关节盂环增强件(GA)短于在下部位置(P2)处的关节盂环增强件(GA)，导致上倾增大。上倾有2mm和3.5°(度数)的变化。因此应相应地使用关节盂的放置，其中上部位置(P1)处的关节盂环增强件(GA)比下部位置(P2)处使用的关节盂环增强件大2mm。此外，前部位置(P3)处的关节盂环增强件(GA)比后部位置(P4)处的关节盂环增强件(GA)短，导致前转位。转位有1mm和1.8°(度数)的变化。因此，关节盂的放置应相应地前倾，其中在前部位置(P3)处使用的关节盂环增强件(GA)比在后部位置(P4)处使用的关节盂环增强件(GA)大1mm。
示例5：
对于患者B，根据CT扫描/MRI报告并暗示术前系统和医生验证的结果，计算出的将用于肩关节置换手术的植入物的关节盂部件的放置的关节盂环增强件(GA)的值是：对于位于上部位置(P1)的关节盂环增强件(GA)，确定的值为2mm，对于位于下部位置(P2)的关节盂环增强件(GA)为2mm，而对于前部位置(P3)的关节盂环增强件(GA))为3mm，对于后部位置(P4)的关节盂环增强件(GA)为4mm。因此，当将本发明应用于所述患者的手术时，在上部位置(P1)和下部位置(P2)处的关节盂环增强件(GA)应相同，因为没有检测到倾斜的变化和改变。进一步，对于所述患者，在前部位置(P3)处的关节盂环增强件(GA)短于在后部位置(P4)处的关节盂环增强件；从而导致前转位。转位有1mm和1.8°(度数)的变化。然而，这里患者的关节盂较浅，因此为了精确放置关节盂部件，与在上部位置(P1)和下部位置(P2)处的关节盂增强件相比，在前部位置(P3)和后部位置(P4)处的关节盂增强件(GA)必须增加1mm。
已经描述了目前考虑的用于体现本发明的最佳形式，对于任何系统的本发明的各种改变、修改和/或替代应用对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，应当理解，本发明不限于在此描述的实际优选实施例的实践方面，并且任何此类修改和变化都必须被视为在本发明的精神和范围内，如在以上描述中说明的。
Claims (5)
1.一种用于在肩关节置换手术中在植入物的转位、倾斜、竖直高度和侧向放置方面在三个维度上引导关节盂部件放置的预组装夹具(P)，包括
·关节盂环(GR)，
·关节盂销套筒(GS)，
·关节盂环增强件(GA)，
·关节盂环柄部(GH)，
·用于关节盂环增强件的孔(HGA)，
·用于关节盂销套筒的孔(HGS)，
·用于关节盂环柄部的孔(HGH)；
其中
具有十字准线并优选由金属制成的所述关节盂环(GR)包括在上部位置(P1)、下部位置(P2)、前部位置(P3)和后部位置(P4)处的至少四个用于关节盂环增强件的孔(HGA)以及在前下端和后下端处的用以接纳关节盂环柄部(GH)的用于关节盂环柄部的孔(HGH)；关节盂环(GR)还包括位于中心处的用于关节盂销套筒的孔(HGS)，其被配置为接纳所述关节盂销套筒(GS)；所述用于关节盂环增强件的孔(HGA)被配置为接纳具有不同尺寸测量值和头部变体的关节盂环增强件(GA)；所述关节盂增强件(GA)确定承受肩关节置换手术的患者的肩部上的四个接触点；所述关节盂环柄部(GH)在一端处具有把手并且优选地由金属制成，支撑具有十字准线的关节盂环(GR)；进一步地，在另一端处，所述关节盂环柄部(GH)包括锁定机构，该锁定机构能够包括用于将关节盂环柄部(GH)锁定到用于关节盂环柄部的孔(HGH)中的螺纹或其变体；所述关节盂销套筒(GS)在一端处具有把手而在另一端处具有锁定机构，该锁定机构锁定到设置在中心处的用于关节盂销套筒的孔(HGS)中并且优选地由金属制成，关节盂销套筒被配置为有利于引导销的精确插入方向；
其中，该预组装夹具中使用的所述关节盂增强件(GA)的长度根据接触点确定的精确度和准确度的要求而变化；具有在轴向平面上旋转的十字准线的关节盂环(GR)的前部位置(P3)和后部位置(P4)上关节盂增强件(GA)的长度的所述变化确定以角度为单位的转位；其中前部位置(P3)的关节盂环增强件(GA)比后部位置(P4)的关节盂环增强件长，表明后转位增加，并且其中后部位置(P4)的关节盂环增强件比前部位置(P3)的关节盂环增强件长，表明前转位增加；进一步地，具有在冠状平面上旋转的十字准线的关节盂环(GR)的上部位置(P1)和下部位置(P2)上的关节盂增强件(GA)的长度的所述变化确定以角度为单位的倾斜；其中上部位置(P1)的关节盂环增强件(GA)比下部位置(P2)的关节盂增强件(GA)长，表明肩胛骨上的下倾角度增加；其中上部位置(P1)的关节盂环增强件(GA)比下部位置(P2)的关节盂增强件(GA)短，表明肩胛骨上的上倾角度增加。
2.根据权利要求1所述的用于在肩关节置换手术中在植入物的转位、倾斜、竖直高度和侧向放置方面在三个维度上引导关节盂部件放置的预组装夹具(P)，其中所述关节盂增强件(GA)的尺寸测量值在1mm至20mm的范围内变化，关节盂增强件(GA)的头部的变体是关节盂增强件(GA)的顶部上的十字头或顶部上的六角头。
3.根据权利要求1所述的用于在肩关节置换手术中在植入物的转位、倾斜、竖直高度和侧向放置方面在三个维度上引导关节盂部件放置的预组装夹具(P)，其中以角度为单位识别的轴向平面中的旋转和转位的精确变化在1.8°-30°的范围内，其中所确定的以角度为单位的所述转位变化与以毫米(mm)为单位的、在1mm–20mm的范围内的关节盂增强件(GA)的不同尺寸成正比。
4.根据权利要求1所述的用于在肩关节置换手术中在植入物的转位、倾斜、竖直高度和侧向放置方面在三个维度上引导关节盂部件放置的预组装夹具(P)，其中以角度为单位识别的冠状平面中的旋转和倾斜的精确变化在1.8°-30°的范围内，其中所确定的以角度为单位的所述倾斜变化与以毫米(mm)为单位的、在1mm–20mm的范围内的关节盂增强件(GA)的不同尺寸成正比。
5.根据权利要求1所述的用于在肩关节置换手术中在植入物的转位、倾斜、竖直高度和侧向放置方面在三个维度上引导关节盂部件放置的预组装夹具(P)，可以采用图5至图5b中的关节盂环柄部(GH)的尺寸-形状变体。
Applications Claiming Priority (3)
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