CN114173688A - 一种在用于人工膝关节组件的膝关节骨表面的制备中使用的装置和方法 - Google Patents

一种在用于人工膝关节组件的膝关节骨表面的制备中使用的装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于最小化最初需要从膝关节的表面切除的骨量的装置，该装置使用多个用户可操作的可调节的延伸突片制备，该多个用户可操作的可调节的延伸突片限定了稳定性间隙，所述稳定性间隙从在伸展、中屈和屈曲中的每一个进行的间隙测量得出，其中所述稳定性间隙与一个参考平面相称，该参考平面可从该装置中得出，其中利用所述参考平面的具有对应骨表面的最终骨切除提供手术后的人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间的最佳平衡的角运动。

Description

一种在用于人工膝关节组件的膝关节骨表面的制备中使用的 装置和方法
技术领域
本发明涉及在用于人工膝关节组件的胫骨和/或股骨远端的近端表面和股后髁突近端表面的制备中的改进的装置和方法。更具体地，本发明涉及将在人工膝关节组件的制备中最初需要从这些表面中切除掉的骨量最小化。
背景技术
如在WO2016/065396和WO2017/181216中所公开的，申请人认识到建立由关节衬垫下侧的取向定义的“胫骨参考平面”的重要性，其中该胫骨参考平面在复制作为胫骨的近端表面的最终骨切除时提供了必要的表面轮廓，其优化了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。
通过使用“胫骨参考平面”实现胫骨顶表面的这种有利轮廓的能力依赖于利用可调节的胫骨制备板的装置。这种可调节的胫骨制备板包括可操作的高度可调节的延伸突片(tab)，通过将这些用户可操作的高度可调节的延伸突片与关节衬垫的下侧接合，有助于建立胫骨参考平面。
虽然申请人的先前发明通过使用胫骨制备板以及通过特别是由可操作的高度可调节的延伸突片来限定“胫骨参考平面”是有利的，但问题出现了，因为为了容纳关节衬垫和胫骨制备板，这意味着胫骨和股骨的端部之间需要额外的间距，以便这些组件可以插入其中。
对于外科医生来说优选的是将需要从胫骨端部最初切掉的骨量最小化，因此仍然需要利用建立“胫骨参考平面”的益处，该平面可通过使用在申请人的早期发明的胫骨制备板中封闭的可操作的高度可调节的延伸突片来实现，但为了实现这一结果，不需要不必要地最初地切除与通常其他方式所需的相比太多的胫骨表面。
此外，申请人先前还能够通过WO2017197462提供用于平衡人工膝关节的股骨侧的方法和装置，从而优化股骨远端和股后髁突的最终骨切除和其他股骨切口以容纳股骨组件。
如在WO2017197462中所讨论的，大体L形股骨胫骨稳定性间隙对准夹具的独特应用提供了具有相关侧向延伸突片(其负责通过与前板的接合来提供股骨参考平面的必要远端)的竖直臂和具有相关高度延伸突片的水平臂，高度延伸突片对底板(和/或底板的单独部分)进行必要的调整，以建立必要的后髁突参考平面，以便如果对股骨的远端和股后髁突中的每一个进行最终切除，从而暴露具有这些参考平面的相同轮廓的表面，然后这允许人工膝关节的股骨组件以最佳方式操作。
虽然，通过使用大体L形的股骨胫骨稳定性间隙对准夹具，申请人的先前发明通过水平臂上的可操作的高度延伸突片和竖直臂上的侧向延伸突片限定了所需的参考平面，但问题出现了，因为为了容纳传统的前板或标准股骨组件和大体L形的股骨胫骨稳定性间隙对准夹具，这意味着胫骨和股骨的端部之间需要额外的间距，以便这些组件都可以插入其中。
再次，对于外科医生来说优选的是将需要从股骨表面端部最初切除的骨量最小化，因此仍然需要利用建立“股骨参考平面”的好处，这可通过使用作为申请人早期发明的大体L形股骨胫骨稳定性间隙对准夹具的一部分的可操作的高度可调节的延伸突片和侧向延伸突片实现，但要实现该结果，无需不必要地初始切掉与通常其他方式所需相比太多的股骨表面端部的表面。
因此，本发明的一个目的仍然是提供一种利用可操作的高度可调节的延伸突片来建立胫骨参考平面的装置和方法，但是通过最小化胫骨和股骨的端部之间容纳必要组件所需的间距来这样做，从而建立参考平面，从而使在作为手术的一部分的初始切除过程中需要从胫骨近端表面切掉的深度最小化。
因此，本发明的另一个目的是仍然提供一种利用可操作的高度可调节延伸突片和侧向可调节延伸突片来建立股骨参考平面的装置和方法，但通过将胫骨端部和胫骨端部之间容纳必要的组件所需的间距最小化来这样做，从而建立参考平面，从而将在作为手术的一部分的初始切除期间需要从股骨表面的端部切除的深度最小化。
通过完整阅读以下说明书，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用于人工膝关节的胫骨组件的胫骨近端表面的装置，所述装置包括：
关节衬垫，所述关节衬垫包括用于接合膝关节的股骨组件的上关节表面，所述关节衬垫还包括多个用户可操作的高度可调节的延伸突片，其中多个用户可操作的高度可调节的延伸突片可从所述关节衬垫的下侧调节高度，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稳定性间隙，该稳定性间隙源自在伸展、中屈和屈曲中的每一个中进行的间隙测量，其中稳定性间隙与限定在关节衬垫的下侧表面上的胫骨参考平面相称，其中与所述胫骨参考平面一致的胫骨的近端表面的最终骨切除提供了人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间从伸展、中屈和屈曲的整个圆弧运动中的平衡的角运动。
这种装置的优点在于，由于用户可操作的高度可调节的延伸突片位于关节衬垫的下侧，因此不需要单独需要以前包括了高度可调节的延伸突片的额外的制备板。
由于去除了包括高度可调节的延伸突片的单独的制备板，这意味着组件通过建立“胫骨参考平面”准备胫骨近端表面的适当制备所需的间距可以由此减小，从而使得外科医生最初需要从胫骨端部切除掉的骨骼深度或骨量最小化。
如专利WO2016/065396和WO2017/181216中先前所公开的，包括用户可操作的高度可调节的延伸突片的胫骨和股骨稳定性间隙制备板适于搁置在最初切除的胫骨近端表面上，但有利地，本发明取消了制备板，但仍然可以使用所需的可定义的参考平面，因为独特的用户可操作的高度可调节的延伸突片(在调整高度以创建参考平面时)直接从关节衬垫的下侧伸出以接合最初切除的胫骨的表面，或者可选地在其他实施方式中，如果需要，非常细的板、膜或类似物，可放置在最初切除的胫骨近端表面上，这可以防止由高度可调节的延伸突片在调整过程中下推在最初切除的胫骨表面上导致的压缩孔。
在外科医生为了胫骨表面的初始切除而切除过多胫骨的情况下，可以在胫骨的初始切除表面的表面上放置垫片等。如果需要，垫片的高度也可以是可调节的。
优选地，关节衬垫包括压力传感器装置。优选地，压力传感器装置被包括在关节衬垫的主体中，或者一系列传感器被包括在用户可操作的高度可调节的延伸突片中。
优选地，该装置与控制器通信以记录、计算和/或显示从压力传感器装置导出的压力测量结果。
优选地，该装置包括显示单元，以在其上可视地显示膝关节和相关的胫骨和股骨。
优选地，显示单元包括用于在视觉显示单元上对膝关节、股骨和胫骨进行3D建模的功能。
优选地，关节衬垫包括在关节衬垫的下侧上的多个狭槽，其中对应的用户可操作的高度可调节的延伸突片可以封闭或至少基本上封闭在其中。
有利地，在该优选实施方式中，可实现进一步的空间节省和由此的初始胫骨切除的进一步最小化，因为高度可调节性的起点使得关节衬垫的下侧底面简单地搁置在该初始切除的胫骨顶表面上，意味着当多个用户可操作的高度可调节的延伸突片从关节衬垫的下侧伸出时，突片的这种延伸来自源于关节衬垫的下侧的底表面的齐平的起点。
优选地，多个用户可操作的高度可调节的延伸突片包括三个可操作的高度可调节的延伸突片，并且其中关节衬垫包括三个对应的狭槽，其中关节衬垫的每个相应狭槽包围对应的用户可操作的高度可调节的延伸突片。
优选地，每个用户可操作的高度可调节的延伸突片可利用机械、液压、电气、电子和/或气动驱动动作驱动到延伸/缩回位置。
优选地，每个用户可操作的高度可调节的延伸突片与对应的用户可接合的旋钮连通，其中用户可接合的旋钮通过旋转和/或竖直运动的可调节性提供对应的用户可操作的高度可调节的延伸突片的延伸/缩回。
在一个替代实施方式中，每个可操作的高度可调节的延伸突片可通过电磁辐射信号远程操作，以远程控制用户可操作的高度可调节的延伸突片延伸至关节衬垫的下侧和/或下侧上的封闭狭槽以及从关节衬垫的下侧和/或下侧上的封闭狭槽缩回。
优选地，每个用户可操作的高度可调节的延伸突片包括囊状物，其中囊状物使得用户可操作的高度可调节的延伸突片从关节衬垫的下侧延伸，并且囊状物装置的放气使用户可操作的高度可调节的延伸突片朝向关节衬垫的下侧和/或在关节衬垫的下侧内向后缩回。
优选的是，囊状物是充气的或流体控制的，包括液压的。
优选地，囊状物通过充气的膨胀和收缩由气动装置提供。
在替代的实施方式中，优选地，每个用户可操作的高度可调节的延伸突片可伸缩地延伸到关节衬垫的下侧或位于关节衬垫的下侧的底侧上的对应狭槽，以及从关节衬垫的下侧或位于关节衬垫的下侧的底侧上的对应狭槽内缩回。
在本发明的一个替代实施方式中，该装置没有包括多个可从关节衬垫的下侧伸出的用户可操作的高度可调节的延伸突片，而是包括一个单独的板，该板适于与关节衬垫的下侧接合，并且其中该单独的板将包括狭槽，其中将容纳相应的用户可操作的高度可调节的延伸突片。
在本发明的该替代形式中，虽然该装置还包括到关节衬垫的单独的板，但仍然可以实现空间节省，因为在其缩回位置内的用户可操作的高度可调节的延伸突片保持完全封闭在制备板的下侧上的狭槽内。
因此，制备板能够最初保持与胫骨的最初切除的近端表面的表面齐平，其中高度调节通过用户与用户可操作的高度可调节的延伸突片接合从而使其从单独的制备板的下侧伸出以与最初切除的胫骨的表面接合来实现，但是从制备板伸出的相应的可操作的高度可调节的延伸突片的高度调节仍然会定向关节衬垫的下侧，以便建立所需的可定义的参考平面，然后将参考平面作为最终切割轮廓复制到胫骨的近端表面。
如上所述，本发明的主要焦点是使得容纳那些有助于建立定义的参考平面的组件所需的间距最小化的能力，该参考平面最终将被切除作为在胫骨近端表面上的最终切口。
平移所建立的参考平面的实际装置和方法对于本发明的主要技术概念不是必不可少的，但可以包括以下优选方法。
优选地，胫骨近端表面的最终骨切除包括电子系统装置，该电子系统装置包括输入信号，其中进入电子系统装置的输入信号提供胫骨参考平面测量数据信息，其中胫骨参考平面测量数据信息包括由关节衬垫下侧限定的胫骨参考平面的空间方向、角度和/或定位；
所述电子系统装置被配置为响应胫骨参考平面测量数据信息的输入信号，以输出动作的形式传送电能，以将刀片和/或切割工具以一角度对准，使得在由胫骨参考平面测量数据信息提供的刀片和/或切割工具的对准下，在胫骨近端表面上或在其下的骨切除在最终切除的胫骨的近端表面上复制胫骨参考平面。
在替代实施方式中，胫骨近端表面的最终骨切除包括胫骨切割引导装置，胫骨近端表面最终骨切除的切割引导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，并且其中所述关节衬垫和所述胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置包括安装装置，其中安装装置被配置为在所述关节衬垫和所述胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置之间提供第一安装位置，其中切割引导件的指示器与和由关节衬垫下侧限定的参考平面相同的参考平面对齐，并且其中所述安装装置进一步构造成提供第二安装位置，其中与关节衬垫的下侧的相同的参考平面对齐的切割引导装置的指示器可在胫骨的初始切除的近端表面下方进行调节。
优选地，安装装置被配置为通过至少一个狭槽和至少一个对应的凸耳在胫骨和股骨稳定性间隙制备板之间提供第一安装位置。
优选地，关节衬垫包括至少一个狭槽，并且胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置包括用于该狭槽或每个狭槽的一个或对应的凸耳，或者其中关节衬垫包括至少一个凸耳，并且胫骨近端表面的最终骨切除的切割引导装置包括用于该凸耳或每个凸耳的一个狭槽或对应的狭槽。
优选地，在关节衬垫的前侧有至少一对狭槽，并且一对对应的凸耳从胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置的前部突出，或其中有从关节衬垫的前侧突出的至少一对凸耳以及在胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置中的一对对应的狭槽。
优选地，安装通过包括竖直支撑件来提供第二安装位置，其中竖直支撑件允许切割引导件能够沿着所述竖直支撑件竖直调节。
优选地，竖直支撑件适于沿着所述竖直支撑件竖直地增量地调节和定位切割引导装置。
优选地，切割引导件沿竖直支撑件的竖直增量调节包括棘轮装置。
在本发明的进一步实施方式中，切割引导件沿竖直支撑件的竖直增量可调性可包括离合器、中间齿轮装置和凸轮。
优选地，切割引导件的指示器包括狭槽，在该狭槽中，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狭槽中，以便定向锯或刀片，以利用与关节衬垫的下侧上的建立的参考平面相称的轮廓切割胫骨近端表面。
在本发明的另一种形式中，提供了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股后髁突的近端表面的装置，所述装置包括：
可安装到股骨的股骨组件，使得股骨组件的竖直部分适于与股骨的远端对齐，并且股骨组件的水平部分适于与股骨的股后髁突对齐；
股骨组件的所述竖直部分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初始切除的股骨远端，使得股骨组件的侧向调节通过所述多个用户可操作的侧向可调节的延伸突片限定了从在伸展、中屈和屈曲中的每一个中进行的间隙测量得出的稳定性间隙，其中所述稳定性间隙与由股骨组件的竖直部分限定的股骨参考平面相称，其中利用股骨远端参考平面轮廓的股骨远端的最终骨切除提供了人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间在术后的伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的平衡的角运动；
股骨组件的所述水平部分包括用户可操作的高度可调节的延伸突片，其中股骨组件的用户可操作的高度可调节的延伸突片适于接合股骨的股后髁突的初始切除表面，使得通过在股骨的股后髁突的初始切除表面上的所述多个用户可操作的高度可调节的延伸突片来调节股骨组件的水平部分的竖直高度限定了在伸展、中屈和屈曲中的每一个进行的间隙测量得到的稳定性间隙，其中稳定性间隙与股骨组件水平部分上的股后髁突参考平面相称，其中利用相对于股骨的股后髁突的股后髁突参考平面的最终骨切除提供了人工膝关节的股骨组件和胫骨组件之间在伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的平衡的角运动。
优选地，股骨组件具有C形。
优选地，C形包括在C形底部的水平部分和在C形的顶部的相应顶部部分之间的竖直部分。
在本发明的替代实施方式中，股骨组件是L形。
优选地，L形的竖直臂提供了竖直部分，并且L形的水平臂提供了水平部分。
在本发明的又一形式中，提供了一种用于为人工膝关节的股骨部件提供股骨远端和股骨的股后髁突的近端表面的装置，所述装置包括：
大体L形股骨夹具，包括可安装到股骨的后侧和可与股骨组件接合的前侧，
大体L形股骨夹具的竖直臂，包括用户可操作的侧向可调节的延伸突片，该突片在缩回位置至少部分地容纳竖直臂的后侧内，其中在伸展、中屈和屈曲处进行测量时，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大致L形股骨夹具的竖直臂限定的股骨远端参考平面，其中利用股骨远端参考平面的轮廓的股骨远端的最终骨切除提供了人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间在手术后的伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的平衡的角运动；和
L形股骨夹具的水平臂，包括至少部分地容纳在水平臂的顶部表面内的用户可操作的高度可调节的延伸突片，其中用户可操作的高度可调节的延伸突片适于接合股骨的股后髁突的初始切除的表面，从而在伸展、中屈和屈曲处进行测量时，通过所述多个用户可操作的高度可调节的延伸突片在股骨的股后髁突的初始切除表面上调节L形股骨夹具的水平部分的竖直高度，在L形股骨夹具的水平臂上定义了股后髁突参考平面，其中利用股骨的股后髁突的股后髁突参考平面的最终骨切除提供了人工膝关节的股骨组件和胫骨组件之间在伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中的平衡的角运动。
优选地，每个用户可操作的高度可调节的延伸突片和每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片可利用机械、液压、电气、电子和/或气动驱动动作驱动到延伸/缩回位置。
优选地，每个用户可操作的高度可调节的延伸突片和每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片与对应的用户可接合的旋钮连通，其中用户可接合的旋钮通过旋转和/或竖直运动的可调节性提供相应的用户可操作的高度可调节的延伸突片的延伸/缩回。
优选地，每个可操作的高度可调节的延伸突片和每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片可通过无线电信号远程操作，以远程控制用户可操作的高度可调节的延伸突片向关节衬垫的下侧和/或下侧上的封闭的狭槽延伸和从关节衬垫的下侧和/或下侧上的封闭的狭槽缩回。
优选地，每个用户可操作的高度可调节的延伸突片和每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片包括囊状物，其中膨胀囊状物提供了用户可操作的高度可调节的延伸突片和每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片的延伸。
优选地，囊状物的膨胀和收缩是通过充气和/或流体控制进行的，并且其中充气由气动装置提供。
优选地，每个用户可操作的高度可调的延伸突片和每个用户可操作的侧向可调的延伸突片是可伸缩地延伸和缩回的。
优选地，最终的骨切除包括机械切割器。
优选地，还包括压力传感器装置。
现在为了更详细地描述本发明，将在以下插图和随附文字的帮助下示出本发明的一系列优选实施方式。
附图说明
图1a和图1b示出了本发明的优选实施方式中的关节衬垫的前底侧透视图，其中图1a示出了在关节衬垫的下侧内的缩回位置中的用户可操作的高度可调节的延伸突片，并且其中图1b示出了用户可操作的高度可调节的延伸突片处于从关节衬垫下侧开始的用户调节的延伸位置。
图2是关节衬垫的主视图，其中用户可操作的高度可调节的延伸突片处于从关节衬垫的下侧的底面向外的延伸位置。
图3至图9是示意图，示出了在本发明的优选实施方式中使用该装置制备胫骨近端表面。
图10a和图10b示出了本发明的用户可操作的高度可调节的延伸突片的替代优选实施方式，其中图10a示出了处于缩回位置的用户可操作的高度可调节的延伸突片，并且其中图10b示出了用户可操作的高度可调节的延伸突片位于从关节衬垫下侧向外的延伸位置。
图11a和图11b示出了用户可操作的高度可调节的延伸突片的进一步优选实施方式，其中图11a示出了处于缩回位置的用户可操作的高度可调节的延伸突片，而图11b示出了处于延伸位置的用户可操作的高度可调节的延伸突片。
图12a和图12b示出了本发明的替代实施方式，其中用户可操作的高度可调节的延伸突片被结合到单独的制备板中以从制备板的下侧伸出，其中图12a示出了处于缩回位置的用户可操作的高度可调节的延伸突片，该延伸突片在图12b中处于延伸位置。
图13a是在本发明的优选实施方式中用于提供股骨远端和股骨表面的股后髁突的近端表面轮廓的装置的后透视图。
图13b是图13a的前透视图。
图14a是本发明的另一优选实施方式，示出了替代形状的股骨组件。
图14b是图14a所示的后透视图的前透视图。
图15a和图15b示出了本发明的另一实施方式的后透视图和前透视图，其中该装置包括使用L形股骨夹具。
具体实施方式
现在更详细地参考附图，特别是首先参考图1a、图1b和图2。
在优选实施方式中，用于制备用于人工膝关节的胫骨组件的胫骨近端表面的装置大体示出为(10)。
该装置包括关节衬垫(12)，其中关节衬垫(12)具有大体示为(14)的下侧和在关节衬垫(12)的下侧(14)上的底表面(16)。
关节衬垫(12)的下侧(14)包括一系列狭槽(18、20和22)，这些狭槽包围相应的用户可操作的高度可调节的延伸突片(24、26和28)。
这些用户可操作的高度可调节的延伸突片(24、26和28)处于如图1a所示的缩回封闭位置，但可以如图1b和图2所示从那里延伸出来，以便调节高度以产生必要的稳定性间隙，作为在伸展、中屈和屈曲中的每一个进行的测量，其中稳定性间隙与参考平面相称，该参考平面将关于关节衬底下侧上的定向变得可定义，这将在稍后参考图3到图9时更详细地讨论。
在图1a、图1b和图2所示的优选实施方式中，用户可操作的高度可调节的延伸突片(24、26和28)可通过与旋钮(30、32和34)接合的用户而延伸和缩回。
如图1b和图2中的箭头(36和38)所示，通过旋转旋钮(30、32和34)，可以从位于关节衬垫(12)下侧(14)上的底侧(16)开始延伸相应的用户可操作的高度可调节的延伸突片(24、26和28)。
尽管如此，本发明的该优选实施方式的重要性在于引入了将用户可操作的高度可调节的延伸突片(24、26和28)封闭在关节衬垫(12)内，而不是作为任何单独的板装置的一部分。
有利地，与单独的制备板相反，用户可操作的高度可调节的延伸突片(24、26和28)不仅位于关节衬垫(12)的下侧(14)上，而且它们还被容纳和封闭在狭槽(18、20和22)内，狭槽(18、20和22)限定在关节衬垫(12)的下侧(14)的底表面(16)中。
将用户可操作的高度可调节的延伸突片(24、26和28)结合到关节衬垫(12)并且还将它们进一步封闭在狭槽(18、20和22)中，这意味着现在可以最小化操作组件所需的间距，以适当制备胫骨近端表面，使得胫骨的最终切除表面将为人工膝关节的胫骨组件和/或股骨组件提供最佳平衡和稳定性，以允许膝关节在从伸展、中屈到屈曲然后再返回的整个角运动中的稳定和平衡的运动。
关于图3a到图3h，插图需要置于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上下文中。
在手术过程中，整形外科医生旨在为从伸展、中屈和屈曲然后再次返回的完整运动弧提供膝关节组件的平衡、无障碍运动。
因此，胫骨近端表面的最终骨切除需要正确切割，以便为无论是全膝还是单室膝手术的膝关节置换术中的胫骨组件定位提供合适的轮廓。
图3示出了大体为39的膝关节。
切割器(未示出)已经制备了胫骨41的近端表面40的初始切除。还示出了大体的股骨42的远端。在图3中，通过箭头43示出的关节衬垫12被插入到胫骨41的初始切除的近端表面40上。
从图3可以认识到，关节衬垫12的底表面16的大体形状和尺寸具有胫骨41的近端表面40的相当的尺寸。
图4示出了在胫骨41的近端表面40上的关节衬垫12的实际定位，关节衬垫12夹在股骨组件42和胫骨41之间。
关节衬垫12具有有关节的上表面44，以接合股骨42的股骨组件45。
重要的是，前侧46上的关节衬垫12包括一对狭槽47，当参考关节衬垫12和(图6中介绍的)最终骨切除胫骨近端表面的切割导向装置48之间的安装装置时，将更详细地讨论这一对狭槽47。
图5示出了处于中屈状态的膝关节。可操作的旋钮30、32和34通过箭头67、67和67旋转时调整相应的用户可操作的高度可调节的延伸突片(24、26和28)的高度，所述突片从关节衬垫(12)的下侧伸出(图5中未示出)，关节衬垫(12)然后还调整关节衬垫12的下侧14的底表面16的定向、参考平面。图5中的箭头48代表关节衬垫12的向上运动以及关节衬垫12的下侧14的底表面16的取向。
这种高度可调节性虽然未在插图中示出，但也会在伸展、中屈以及最终在屈曲或90度时完成。
因此，用户可操作的高度可调节的延伸突片24、26和28形成胫骨41的顶表面40的三角形支撑，然后相应地在关节衬垫的12的下侧14上对准和/或定向底表面16。已经建立的稳定性间隙与现在通过在伸展、中屈和屈曲中的高度可调节的延伸突片24、26和28的高度可调节性已经建立在关节衬垫12的下侧14上的底表面16上的参考平面相称。
因此，尽管从伸展、中屈和屈曲的高度可调节的延伸突片24、26和28的高度可调节性的测量提供了稳定性间隙，但是该稳定性间隙然后由现在提供在关节衬垫12的下侧14上的底表面16上的参考平面表示。
现在在关节衬垫12的下侧14上的底表面16上建立参考平面，然后目标是在胫骨近端表面的最终骨切除时平移该参考平面，这通过使用可安装到关节衬垫12上的切割引导装置48来实现。
如图6中最佳所示，胫骨近端表面的最终骨切除的切割引导装置48包括切割引导件49，其中切割引导件49包括呈狭槽50形式的指示器。
狭槽50的目的是允许引导刀片或锯，以在与狭槽50对齐的方向上对胫骨近端表面进行最终切除切割。
因此，要求指示器(在该优选实施方式中是作为切割引导件49的一部分包括在内的狭槽50)与关节衬垫12的下侧14上的底表面16相同地对齐。
作为胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置42和关节衬垫12之间的安装装置的一部分的胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置48包括一对凸耳延伸部或突出部51，其适于放入关节衬垫12的前侧46上对应的一对狭槽47中。
图7示出了安装到关节衬垫12的胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置48，其中胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置48的凸耳延伸部51和关节衬垫12上的前侧46上的那对狭槽47之间的接合意味着切割引导件49的指示槽50在与关节衬垫12的下侧14上的底表面16的参考平面相同的方向上对齐。
正如所设想的那样，在对用户可操作的高度可调节的延伸突片24、26和28进行任何高度调整之前，关节衬垫12的一对狭槽47将大体在与图3所示的胫骨41的初始切除表面40一致的水平面上。
尽管如此，由于用户可操作的高度可调节的延伸突片24、26和28被调节以提供稳定间隙，这然后改变了关节衬垫12的下侧14上的底表面16的取向，因此改变为对应的关节衬垫12的前侧46上的狭槽47的取向。
因此，由于关节衬垫12的一对狭槽47现在已经通过高度调整偏移，因此胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置48的相应凸耳延伸部51也将偏移，使得切割引导件49的指示槽50将代表存在于关节衬垫12的下侧14上的底表面16上的相同参考平面。
图7中所示的关节衬垫12和胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置48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49和特别是现在与关节衬垫12的下侧14上的底表面16上的参考平面相同定向的正确对齐的指示槽50可以在胫骨41的初始切除表面40下方切入新的骨层。
通过使用被包括为胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置48的一部分的竖直支撑座53，切割引导件49可以如图7的箭头54所示地沿着竖直支撑件53在那里竖直地增量调节。
作为近端表面最终骨切除的切割引导装置48的一部分的切割引导件49的竖直调节可以通过常规的增量调整来实现，例如通过棘轮、齿轮装置、凸轮的使用等等。
如图8中所见，一旦切割引导件49已经降低，切割引导件49然后可以与胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置48分离。其中竖直支撑件53也被撤回。
尽管安装装置未示出，但是切割引导件49在第二安装位置安装到胫骨41，该第二安装位置由竖直安装件53提供，竖直安装件53包括为胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置48的一部分。
因此，如图8所示，第二安装位置具有可紧固在正确竖直位置的切割引导件49，用于在胫骨41的初始切除的近端表面40下方切入新骨。
同样，用于正确定向的指示槽50与在关节衬垫12的下侧14上的底表面16上建立的相同参考平面对齐。
然而，最终切除的实用性需要撤回胫骨最终骨切除的切割引导装置48的主要基础结构。因此，一旦建立了第二安装位置，如图8所示的切割导向件49将通过各种销和/或螺栓(未示出)安装到胫骨41。
如图8所示，切割引导件49安装有指示槽50，指示槽50正确对齐并处于胫骨41的初始切除的近端表面40下方的适当深度处，其中刀片或锯56可通过狭槽50引导并定向，以能够进行最终的骨切除，该最终的骨切除提供与参考平面相同的胫骨近端表面的轮廓，示出为图9中的57，确保稳定性间隙，以便人工膝(未示出)的胫骨组件插入在人工膝关节(未示出)的整个运动弧内是稳定和平衡的，这是人们对理想平衡的膝关节置换所期望的。
图10a和图10b示出了本发明的另一个优选实施方式，其重点在于用户可操作的高度可调节的延伸突片的类型。
在图10a和图10b所示的替代优选实施方式中，用户可操作的高度可调节的延伸突片(86、88和90)是充气型囊状物或气球，其如图10a所示未充气，因此处于容纳在关节衬垫(80)的下侧(84)中的缩回结构。
如图10b中的箭头(92)所示，用户可操作的高度可调节的延伸突片(86、88和90)膨胀到延伸的高度调节位置。
图11a和图11b示出了用户可操作的高度可调节的延伸突片(93、94和95)的更进一步优选实施方式，在图11a和图11b所示的该优选实施方式中，用户可操作的高度可调节的延伸突片(93、94和95)可伸缩地容纳到关节衬垫(80)的下侧(84)中并可向外延伸到其高度可调节的所需延伸位置，如图11b所示。
图10a和图10b示出了本发明的另一个优选实施方式，其中用户可操作的高度可调节的延伸突片(110、112和114)被封闭在内部地限定在图12a和图12b所示的制备板(100)的下侧(102)中的狭槽(104、106和108)内，而非结合进关节衬垫。图12b中的箭头(121)代表高度可调节的延伸突片(110、112和114)的竖直移动。
通过将这些狭槽(104、106和108)引入制备板(102)中，仍然存在一定程度的空间节省，使得用户可操作的高度可调节的延伸突片(110、112和114)的起点允许制备板(100)的底表面(102)与胫骨的最初切除的近端表面的表面保持齐平。
参考图13a和图13b，其中用于为人工膝关节的股骨组件提供股骨远端的成型的近端表面和股骨的股后髁突的成型近端表面的装置大体示出为(200)。
装置(200)包括股骨组件(202)，其具有可安装到股骨的大体C形构造，其在图13a和图13b所示的优选实施方式中可以通过安装孔(203)辅助，使得股骨组件(202)到股骨的这种初始安装使得大致示出为(204)的竖直部分将与股骨远端对齐，并且大体在C形构造的基座(207)处的水平部分(206)大体与股骨的股后髁突对齐。
股骨组件(202)的大体C形具有大体平坦的顶部部分(208)。
对本发明而言重要的是，股骨组件(202)的竖直部分(204)包括在股骨组件(202)的内侧或后侧(214)(与图13b所示的股骨组件的前侧(216)相反)上的用户可操作的侧向可调节延伸突片(210)和(212)。
这些用户可操作的侧向可调节的延伸突片(210)(212)适于接合股骨的初始切除的远端，以便在伸展、中屈和屈曲时进行间隙测量期间，通过用户可操作的侧向可调节的延伸突片(210)(212)对股骨组件(202)侧向调节时，在这些测量完成时提供最终稳定性间隙，其中股骨远端参考平面基于或通过股骨组件(202)的竖直部分(204)的取向而限定。
基于或者通过股骨组件(202)的竖直部分(204)的方向限定的该股骨参考平面的建立如果然后作为相同的轮廓复制为股骨远端上的最终骨切除，这将允许胫骨组件和实际股骨组件之间的最佳平衡的角运动，这些组件将在手术后的伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中形成人工膝关节的一部分。
同样对于本发明重要的是，水平部分(206)上的股骨组件(202)在股骨组件(202)的基座(207)处包括用户可操作的高度可调节的延伸突片(218)和(219)，其中这些用户可操作的高度可调节的延伸突片(218)和(219)适于接合股骨的股后髁突的最初切除的表面，以便当在伸展、中屈和屈曲处进行测量时调整股骨组件(202)的水平部分的竖直高度，这定义了股骨组件(202)的水平部分(206)上的股后髁突参考平面，然后如果复制作为股后髁突的最终骨切除，这将提供股骨组件和胫骨组件之间的最佳平衡的角运动，而股骨组件和胫骨组件将在伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中形成人工膝关节的一部分。
对于本发明而言，有利的是，不像申请人的早期发明WO2017197462中的情况那样具有连接有可调节突片的附加组件，在这种情况下，这些突片被合并到现在已经被改进的常规股骨组件中。
由于消除了建立相关股骨参考平面所需的额外组件，这意味着组件准备股骨的近端表面的适当制备所需要的空间的节省，从而最小化最初需要在股骨的这些端面切割的骨深或骨量。
图14a和图14b提供了股骨组件的替代形状，这次示出为(220)，呈现更L形的外观，包括竖直臂(222)和水平臂(224)。
图14a和图14b中所示的股骨组件(220)的功能和操作再次与针对图13a和图13b关于优选实施方式中的股骨组件(222)通过安装孔(226)的可安装性以及可调节性(通过股骨组件(220)的竖直臂(222)上的用户可操作的侧向可调节的延伸突片(228)和(230)以及股骨组件(220)的竖直部分(224)的用户可操作的高度可调节的延伸突片(232)和(234)来创建相关的参考平面)所讨论的相同。
图15a和图15b示出了本发明的又一个优选实施方式，其中通过将用户可操作的侧向可调节的延伸突片(238)和(240)至少部分地结合到大体L形的股骨夹具(230)的后侧(234)内，将在手术初始切除部分中需要从股骨近端表面切除掉的深度最小化。
大体L形的股骨夹具(230)的竖直臂(235)的后表面(234)被定向，使得用户可操作的侧向可调节的延伸突片(238)和(240)能够与初始切除的股骨远端接合，其中作为相应水平臂部分(236a)和(236b)的一部分的用户可操作的高度可调节的延伸突片(242)和(244)然后适于与股骨的股后髁突的初始切除表面接合。
再次，图15a和图15b中所示的该实施方式与WO2017197462中所示的申请人的早期装置的不同之处在于，定位在竖直臂和水平臂上而不是与前板(232)接合的相关的用户可操作的延伸突片被放置在竖直臂的内表面和水平部分(236a)和(236b)的顶部表面(239)上，重要的是当延伸突片(238)、(240)、(242)和(244)处于大致缩回位置时至少部分地封闭在这个后表面(234)和顶部表面(239)内。

Claims (34)

1.一种用于为人工膝关节的胫骨组件制备胫骨近端表面的装置，所述装置包括：
关节衬垫，所述关节衬垫包括接合膝关节的股骨组件的上铰接表面，所述关节衬垫还包括多个用户可操作的高度可调节的延伸突片，其中多个用户可操作的高度可调节的延伸突片可从所述关节衬垫的下侧调节高度，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稳定性间隙，所述稳定性间隙从在伸展、中屈和屈曲中的每一个中进行的间隙测量得出，其中所述稳定性间隙与限定在关节衬垫的下侧表面上的胫骨参考平面相称，其中与所述胫骨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、中屈和屈曲的整个圆弧运动中的人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间平衡的角运动。
2.根据权利要求1所述的装置，其中关节衬垫包括在关节衬垫的下侧上的多个狭槽，其中对应的用户可操作的高度可调节的延伸突片可以被封闭或至少基本上封闭在其中。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中多个用户可操作的高度可调节的延伸突片包括三个可操作的高度可调节的延伸突片，并且其中关节衬垫包括三个对应的狭槽，其中关节衬垫的每个相应的狭槽包围一个对应的用户可操作的高度可调节的延伸突片。
4.根据权利要求1所述的装置，其中每个用户可操作的高度可调节的延伸突片可利用机械、液压、电气、电子和/或气动驱动动作驱动到延伸/缩回位置。
5.根据权利要求1所述的装置，其中每个用户可操作的高度可调节的延伸突片与对应的用户可接合的旋钮连通，其中通过旋转和/或竖直运动的用户可接合的旋钮的可调节性提供了相应的用户可操作的高度可调节的延伸突片的延伸/缩回。
6.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可通过无线电信号远程操作，以远程控制用户可操作的高度可调节的延伸突片延伸至关节衬垫的下侧和/或下侧上的封闭的狭槽以及从关节衬垫的下侧和/或下侧上的封闭的狭槽缩回。
7.根据权利要求1所述的装置，其中每个用户可操作的高度可调节的延伸突片包括囊状物，其中膨胀囊状物使得用户可操作的高度可调节的延伸突片从关节衬垫的下侧的延伸，并且囊状物装置的收缩将用户可操作的高度可调节的延伸突片朝向关节衬垫的下侧和/或在关节衬垫的下侧内缩回。
8.根据权利要求7所述的装置，其中囊状物的膨胀和收缩是通过充气和/或流体控制进行的，并且其中充气由气动装置提供。
9.根据权利要求1所述的装置，其中每个用户可操作的高度可调节的延伸突片可伸缩地延伸到关节衬垫的下侧或位于关节衬垫的下侧的底侧上的对应狭槽内，以及从关节衬垫的下侧或位于关节衬垫的下侧的底侧上的对应狭槽内缩回。
10.根据权利要求1所述的装置，其中去除可从关节衬垫的下侧伸出的多个用户可操作的高度可调节的延伸突片，并且所述装置包括适于与关节衬垫的下侧接合的单独的板，并且其中，该单独的板中包括狭槽，其将容纳相应的用户可操作的高度可调节的延伸突片。
11.根据权利要求1所述的装置，其中胫骨近端表面的最终骨切除包括电子系统装置，所述电子系统装置包括输入信号，其中进入电子系统装置的输入信号提供胫骨参考平面测量数据信息，其中胫骨参考平面测量数据信息包括由关节衬垫的下侧限定的胫骨参考平面的空间方向、角度和/或定位；
所述电子系统装置被配置为响应胫骨参考平面测量数据信息的输入信号，从而以输出动作的形式传送电能，以将刀片和/或切割工具以一定角度对准，使得在由胫骨参考平面测量数据信息提供的刀片和/或切割工具的对准下，在胫骨近端表面上或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参考平面。
12.根据权利要求1所述的装置，其中胫骨近端表面的最终骨切除包括胫骨切割引导装置，所述胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置包括具有指示器的切割引导件，其中所述指示器提供用于切割胫骨近端表面的最终骨切除的切割刀片或锯的参考引导件，并且其中所述关节衬垫和所述胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置包括安装装置，其中安装装置被配置为在所述关节衬垫和所述胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置之间提供第一安装位置，其中切割引导件的指示器与和关节衬垫下侧限定的参考平面相同的参考平面对齐，并且其中所述安装装置进一步配置成提供第二安装位置，其中与关节衬垫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进行调节。
13.根据权利要求12所述的装置，其中安装装置被配置为通过至少一个狭槽和至少一个相应的凸耳在胫骨和股骨稳定性间隙制备板之间提供第一安装位置。
14.根据权利要求13所述的装置，其中关节衬垫包括至少一个狭槽，并且胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置包括用于所述狭槽或每个狭槽的一个或相应的凸耳，或者其中关节衬垫包括至少一个凸耳，胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置包括用于所述凸耳或每个凸耳的一个狭槽或对应的狭槽。
15.根据权利要求14所述的装置，其中在关节衬垫的前侧具有至少一对狭槽，并且有一对对应的凸耳从胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置的前部突出，或者其中有从关节衬垫的前侧突出的至少一对凸耳，且在胫骨近端表面最终骨切除的切割引导装置中具有一对对应的狭槽。
16.根据权利要求15所述的装置，其中安装件通过包括竖直支撑件来提供第二安装位置，其中竖直支撑件允许切割引导件在那里沿所述竖直支撑件竖直地调节。
17.根据权利要求16所述的装置，其中竖直支撑件适于沿所述竖直支撑件在那里竖直地增量调节和定位切割引导件。
18.根据权利要求17所述的装置，其中切割引导件沿竖直支撑件的竖直增量调节包括棘轮装置。
19.根据权利要求17所述的装置，其中切割引导件沿竖直支撑件的竖直增量可调性可包括离合器、中间齿轮装置和凸轮。
20.根据权利要求18或19所述的装置，其中切割引导件的指示器包括狭槽，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狭槽中，以便定向锯或刀片，以利用与关节衬垫下侧上的建立的参考平面相称的轮廓切割胫骨的近端表面。
21.一种用于为人工膝关节的股骨组件提供股骨远端和股骨的股后髁突的近端表面的装置，所述装置包括：
股骨组件，其可安装到股骨，使得股骨组件的竖直部分适于与股骨远端对齐，并且股骨组件的水平部分适于与股骨的股后髁突对齐；
股骨组件的所述竖直部分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初始切除的股骨远端，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股骨组件的侧向调节限定了稳定性间隙，所述稳定性间隙从在伸展、中屈和屈曲中的每一个中进行的间隙测量得出，其中稳定性间隙与由股骨组件的竖直部分限定的股骨参考平面相称，其中使用股骨远端参考平面的轮廓的股骨远端的最终骨切除提供了在术后的伸展、中屈和屈曲的整个运动弧内的人工膝关节的胫骨组件和股骨组件之间平衡的角运动；
股骨组件的所述水平部分包括用户可操作的高度可调节的延伸突片，其中股骨组件的用户可操作的高度可调节的延伸突片适于接合股骨的股后髁突的初始切除的表面，使得通过在股骨的股后髁突的初始切除表面上的所述多个用户可操作的高度可调节的延伸突片，调节股骨组件的水平部分的竖直高度，从而限定了稳定性间隙，所述稳定性间隙源自在伸展、中屈和屈曲中的每一个进行的间隙测量，其中稳定性间隙与股骨组件的水平部分上的股后髁突参考平面相称，其中利用股后髁突参考平面对股骨的股后髁突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。
22.根据权利要求21所述的装置，其中股骨组件具有C形。
23.根据权利要求22所述的装置，其中C形包括在C形基座的水平部分和C形顶部的相应顶部部分之间的竖直部分。
24.根据权利要求21所述的装置，其中股骨组件为L形。
25.根据权利要求24所述的装置，其中L形的竖直臂提供竖直部分，而L形的水平臂提供水平部分。
26.一种用于为人工膝关节的股骨组件提供股骨远端和股骨的股后髁突的近侧表面的装置，所述装置包括：
大体L形股骨夹具，其包括可安装到股骨的后侧和可与股骨组件接合的前侧，
大体L形股骨夹具的竖直臂包括用户可操作的侧向可调节的延伸突片，所述用户可操作的侧向可调节的延伸突片在缩回位置至少部分地容纳在竖直臂的后侧内，其中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限定了稳定性间隙，所述稳定性间隙源自在伸展、中屈和屈曲中的每一个中进行的间隙测量，其中稳定性间隙与大体L形股骨夹具的竖直臂限定的股骨参考平面相称，其中利用股骨远端参考平面的轮廓的股骨远端的最终骨切除提供了在手术后从伸展、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平衡的角运动；和
L形股骨夹具的水平臂包括至少部分地容纳在水平臂的顶部表面内的用户可操作的高度可调节的延伸突片，其中用户可操作的高度可调节的延伸突片适于接合股骨的股后髁突的初始切除的表面，使得通过所述多个用户可操作的高度可调节的延伸突片调节L形股骨夹具的水平部分的竖直高度，从而限定了稳定性间隙，所述稳定性间隙源自在伸展、中屈和屈曲中的每一个进行的间隙测量，其中稳定性间隙与L形股骨夹具的水平臂上的股后髁突参考平面相称，其中利用股后髁突参考平面对股骨的股后髁突的最终骨切除提供了在伸展、中屈和屈曲的整个运动弧中人工膝关节的股骨组件和胫骨组件之间的平衡的角运动。
27.根据权利要求21或26所述的装置，其中每个用户可操作的高度可调节的延伸突片和每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片利用机械、液压、电气、电子和/或气动驱动动作可驱动到延伸/缩回位置。
28.根据权利要求21或26所述的装置，其中每个用户可操作的高度可调节的延伸突片和每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片与对应的用户可接合的旋钮连通，其中用户可接合的旋钮通过旋转和/或竖直移动的可调节性使得对应的用户可操作的高度可调节的延伸突片和用户可操作的侧向可调节的延伸突片延伸/缩回。
29.根据权利要求21或26所述的装置，其中每个可操作的高度可调节的延伸突片和每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片可通过无线电信号远程操作，以远程控制用户可操作的高度可调节的延伸突片延伸至关节衬垫的下侧和/或下侧上的封闭狭槽，以及从关节衬垫的下侧和/或下侧上的封闭狭槽缩回。
30.根据权利要求21或26所述的装置，其中每个用户可操作的高度可调节的延伸突片和每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片包括囊状物，其中膨胀囊状物使得用户可操作的高度可调节的延伸突片和每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片延伸。
31.根据权利要求30所述的装置，其中囊状物的膨胀和收缩是通过充气和/或流体控制进行的，并且其中充气是由气动装置提供的。
32.根据权利要求21或26所述的装置，其中每个用户可操作的高度可调节的延伸突片和每个用户可操作的侧向可调节的延伸突片是可伸缩地延伸和缩回的。
33.根据权利要求21或26所述的装置，其中最终的骨切除包括机械切割器。
34.根据权利要求1、21或26所述的装置，还包括压力传感器装置。
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