JP2023526662A - Customized Tibial Tray, Method and System for Knee Replacement Surgery - Google Patents
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Abstract
患者の膝関節置換術のための脛骨の再表面加工された近位部分の脛骨トレイシステムは、例えば脛骨トレイおよび少なくとも1つのネジを含む。脛骨トレイは、上部、および下層の皮質骨と接触可能であり、及び/又は患者の脛骨の皮質骨の下層の内面から離間した、周辺下伸部を有する下側脛骨係合部を有する本体を含む。膝関節全置換術のいくつかの実施形態においては、脛骨トレイの中央下面および切削された海綿骨面に沿って抵抗される剪断力の部分と比較して、脛骨トレイおよび患者の脛骨の近位部分の切削された部分に横方向に加わる剪断力の、より大きな部分が少なくとも1つの下伸壁および脛骨の切削された近位部分の周縁部によって抵抗される。ネジがリフトオフを抑制する。方法、ロボットシステム、および切削ガイドもまた開示される。A tibial tray system for a resurfaced proximal portion of a tibia for knee replacement surgery in a patient includes, for example, a tibial tray and at least one screw. The tibial tray has a body that is contactable with superior and underlying cortical bone and/or has an inferior tibia engaging portion with a peripheral inferior extension spaced from the inner surface of the underlying cortical bone of the patient's tibia. include. In some embodiments of total knee arthroplasty, the tibial tray and the proximal portion of the patient's tibia compared to the portion of the shear force resisted along the medial inferior surface of the tibial tray and the resected cancellous surface. A greater portion of the shear force laterally applied to the resected portion of the segment is resisted by the at least one inferior extensor wall and the perimeter of the resected proximal portion of the tibia. The screw suppresses liftoff. A method, robotic system, and cutting guide are also disclosed.
Description
本出願は、2020年5月19日に出願された「Customized Tibial Trays, Methods, And Systems For Knee Replacement」と題する米国仮特許出願第63/027,098号に基づく優先権を主張し、この出願はその全体が参照により本明細書に援用される。 This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 63/027,098, entitled "Customized Tibial Trays, Methods, And Systems For Knee Replacement," filed May 19, 2020, and this application is incorporated herein by reference in its entirety.
本出願は、2020年2月28日に出願された、「Customized Tibial Trays, Methods, And Systems For Knee Replacement」と題する国際特許出願番号PCT/US2020/020279の一部継続出願であり、PCT条文の下、英語で国際出願WO2020/176824として2020年9月3日に公開されており(atty. dock. No.5247.004AWO)、この国際出願は、2019年2月28日に出願された、「Customized Tibial Trays Contactable With An Underlying Cortical Bone, Methods, And Systems For Knee Replacement」と題する米国仮特許出願番号第62/811,855号(atty. dock. No.5247.004P)に基づく優先権を主張し、さらにこの国際出願は、2019年7月29日に出願された、「Customized Tibial Trays, Methods, And Systems For Knee Replacement」と題する米国仮特許出願番号第62/879,800号(atty. dock. No.5247.004P2)に基づく優先権を主張し、これらの出願は参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。 This application is a continuation-in-part of International Patent Application No. PCT/US2020/020279, entitled "Customized Tibial Trays, Methods, And Systems For Knee Replacement," filed February 28, 2020, and Below, the international application WO2020/176824 in English was published on September 3, 2020 (atty. dock. No. 5247.004 AWO), and this international application was filed on February 28, 2019, " U.S. Provisional Patent Application Serial No. 62/811,855, entitled "Customized Tibial Trays Contactable With An Underlying Cortical Bone, Methods, And Systems For Knee Replacement" (atty. dock. No. 5247.004P) claiming priority Further, this international application is subject to U.S. Provisional Patent Application No. 62/879,800, entitled "Customized Tibial Trays, Methods, And Systems For Knee Replacement," filed July 29, 2019 (atty. dock. No. 5247.004P2), which applications are hereby incorporated by reference in their entireties.
本開示は、一般に、膝関節の修復に使用するための外科用インプラント、方法、及びシステムに関し、より詳細には、膝関節の置換に使用するための患者固有の外科的処置及びカスタマイズされた脛骨トレイに関するものである。 TECHNICAL FIELD This disclosure relates generally to surgical implants, methods, and systems for use in knee repair, and more particularly to patient-specific surgical procedures and customized tibias for use in knee replacement. It relates to trays.
一般的に、人工膝関節全置換術の再手術の最も一般的な適応症は、無菌性の弛み(29.8%)および陥没(subsidence)である。無菌性の弛みはまた、術後疼痛の主要な原因である。これらの機能不全は、骨結合(osseointegration)の不良、インプラントの不完全なカバー度、平坦な切削面によってもたらされる限られた支持及び剪断力に結び付けられる。 In general, the most common indications for revision total knee arthroplasty are aseptic loosening (29.8%) and subsidence. Aseptic loosening is also a major cause of postoperative pain. These dysfunctions are associated with poor osseointegration, incomplete coverage of the implant, limited support and shear forces provided by flat cutting surfaces.
先行技術の欠点は、膝関節全置換術において使用するための患者の脛骨の近位部分を横切って延びる切削部分のための脛骨トレイシステムを一実施形態において提供することによって克服され、そしてさらなる利点が提供され、脛骨の切削された近位部分は、切削された海綿骨(cancellous bone)表面、切削された周辺皮質骨(peripheral cortical bone)表面、および切削された海綿骨の下層周辺(underlying periphery)に形成された少なくとも1つの空洞を有し、脛骨トレイシステムは、例えば、脛骨トレイと少なくとも1つのネジとを含む。脛骨トレイは、上部と下側脛骨係合部とを含む本体を含む。上部は、上面および周縁を含み、その中を延びる少なくとも1つの通路を含む。下側脛骨係合部は、切削された周辺皮質骨表面上に支持され得る周辺下面と、切削された中央海綿骨表面上に配置可能な中央下面と、周辺下面から内側に間隔をあけて、中央下面の少なくとも一部の周囲に延びる少なくとも1つの下伸壁(inferiorly-extending wall)と、を含み、少なくとも1つの下伸壁は、切削された海綿骨表面の周辺に形成された少なくとも1つの空洞内に受容されることが可能である。少なくとも1つのネジは、脛骨トレイの少なくとも1つの通路を通って伸長可能である。膝関節全置換術において、少なくとも1つのネジは、脛骨トレイを貫通して海綿骨の中に延び、脛骨トレイのリフトオフ(lift-off:浮き上がり)を抑制し、脛骨トレイの中央下面および切削された海綿骨表面に沿って抵抗される剪断力の部分と比較して、脛骨トレイおよび患者の脛骨近位部の切削部分に対して横方向に作用する剪断力の、より大きな部分が、少なくとも1つの下伸壁および脛骨近位部の切削された外周によって抵抗される。 SUMMARY OF THE INVENTION The shortcomings of the prior art are overcome by providing in one embodiment a tibial tray system for cutting extending across the proximal portion of a patient's tibia for use in total knee arthroplasty and further advantages is provided, and the shaved proximal portion of the tibia includes a shaved cancellous bone surface, a shaved peripheral cortical bone surface, and an underlying peripheral of the shaved cancellous bone. ), the tibial tray system includes, for example, a tibial tray and at least one screw. The tibial tray includes a body that includes an upper portion and a lower tibial engagement portion. The top includes a top surface and a rim and includes at least one passageway extending therethrough. the inferior tibia engaging portion has a peripheral inferior surface that can be supported on the resected peripheral cortical bone surface; a central inferior surface that can be positioned on the resected central cancellous bone surface; at least one inferiorly-extending wall extending around at least a portion of the central inferior surface, the at least one inferiorly-extending wall formed around the resected cancellous bone surface; It can be received within the cavity. At least one screw is extendable through at least one passageway of the tibial tray. In a total knee arthroplasty, at least one screw extends through the tibial tray and into cancellous bone to inhibit lift-off of the tibial tray, the medial inferior surface of the tibial tray, and the milled screw. A greater portion of the shear force acting laterally to the tibial tray and cutting portion of the patient's proximal tibia compared to the portion of the shear force resisted along the cancellous bone surface of at least one It is resisted by the inferior extensor wall and the machined circumference of the proximal tibia.
別の実施形態では、1つの方法は、例えば、患者の脛骨の近位部分を切削するステップであって、脛骨の切削される近位部分は、横方向に切削される海綿骨表面、横方向に切削される周辺皮質骨表面、及び切削される海綿骨の周辺に形成される少なくとも1つの空洞を有する、ステップと、
脛骨トレイの周縁から内側に間隔をあけて配置され、中央下面の少なくとも一部の周囲に延びる少なくとも1つの下伸壁、およびそれを通って延びる少なくとも1つの通路を有する脛骨トレイを提供するステップと、
切削した海綿骨表面の周辺に形成される少なくとも1つの空洞に少なくとも1つの下伸壁を挿入するステップと、
脛骨トレイの周縁を横方向に切削された周辺皮質骨表面に配置し、中央下面を横方向に切削された海綿骨表面に配置するステップと、
少なくとも1つのネジを少なくとも1つの通路内及び海綿骨内に固定するステップと、
を含み、
膝関節全置換術において、少なくとも1つのネジは脛骨トレイのリフトオフを抑制し、脛骨トレイの中央下面及び切削された海綿骨表面に沿って抵抗される剪断力の一部と比較して、脛骨トレイ及び患者の脛骨近位部の切削部分に横方向に作用する剪断力の、より大きな部分が、少なくとも1つの下伸壁及び切削された脛骨近位部の外周によって抵抗される。
In another embodiment, a method is, for example, cutting a proximal portion of a patient's tibia, wherein the cut proximal portion of the tibia is a cancellous bone surface cut laterally, laterally a peripheral cortical bone surface to be cut into and at least one cavity formed around the cancellous bone to be cut;
providing a tibial tray having at least one inferior extensor wall spaced medially from the periphery of the tibial tray and extending around at least a portion of the central inferior surface and at least one passageway extending therethrough; ,
inserting at least one inferior extensor wall into at least one cavity formed around the resected cancellous bone surface;
placing the peripheral edge of the tibial tray on the laterally cut peripheral cortical bone surface and placing the central inferior surface on the laterally cut cancellous bone surface;
securing at least one screw within the at least one passageway and within the cancellous bone;
including
In a total knee arthroplasty, the at least one screw inhibits lift-off of the tibial tray compared to a portion of the shear forces resisted along the medial inferior surface of the tibial tray and the cut cancellous bone surface. and a greater portion of the shear forces acting laterally on the cut portion of the patient's proximal tibia are resisted by the at least one inferior extensor wall and the circumference of the cut proximal tibia.
別の実施形態では、患者の膝関節全置換術のための患者固有の脛骨トレイを形成する方法は、
例えば、
少なくとも1つのプロセッサを介して、患者の脛骨の近位部分を表す第1のデータを取得するステップを含み、第1のデータは、患者の脛骨の近位部分が内側海綿骨、及び外面及び内面を有する周辺皮質骨を有することに対応し、
方法はまた、
少なくとも1つのプロセッサを介して、第1のデータに基づいて、患者の脛骨の患者固有の切削される近位部分を表す第2のデータを決定するステップを含み、
患者の脛骨の切削される近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、切削される海綿骨の下側の周辺に形成される少なくとも1つの空洞とを有し、少なくとも1つの空洞は、切削される皮質骨の隣接内表面部分に対応する外側の起伏のある(contoured)表面部分を有し、
方法はまた、
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップを含み、患者固有の脛骨トレイは、上面を含む上部および下側脛骨係合部を有する本体を含み、下側脛骨係合部は、切削された中央海綿骨表面と接触可能な中央部を有し、少なくとも1つの下伸壁は、少なくとも1つの空洞の中に収容され、少なくとも1つの通路は、上面から下面に伸び、
膝関節全置換術において、
少なくとも1つのネジが脛骨トレイのリフトオフを抑制し、
脛骨トレイの中央下面および切削した海綿骨表面に沿って抵抗され得る剪断力の部分と比較して、患者固有の脛骨トレイおよび患者の脛骨近位部の切削部分に横方向に作用する剪断力の、より大きな部分が、少なくとも1つの下伸壁および切削した脛骨近位部の外周によって抵抗され得る。
In another embodiment, a method of forming a patient-specific tibial tray for total knee replacement surgery in a patient comprises:
for example,
Acquiring, via at least one processor, first data representing a proximal portion of the patient's tibia, the first data indicating that the proximal portion of the patient's tibia is the medial cancellous bone and the lateral and medial surfaces. corresponding to having peripheral cortical bone with
The method also
determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific resected proximal portion of the patient's tibia based on the first data;
The resected proximal portion of the patient's tibia has a central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, and at least one cavity formed around the underside of the resected cancellous bone; the cavity has an outer contoured surface portion corresponding to an adjacent inner surface portion of the cortical bone to be cut;
The method also
forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via at least one processor, the patient-specific tibial tray having a body having upper and lower tibial engagement portions including a top surface; the inferior tibia engaging portion has a central portion contactable with the resected midcancellous bone surface; the at least one inferior extensor wall is received within the at least one cavity; , extending from the top surface to the bottom surface,
In total knee arthroplasty,
the at least one screw inhibits liftoff of the tibial tray;
The amount of shear force acting laterally on the patient-specific tibial tray and the cutting portion of the patient's proximal tibia compared to the portion of the shear force that can be resisted along the central inferior surface of the tibial tray and the cut cancellous bone surface. , a larger portion may be resisted by at least one inferior extensor wall and the circumference of the resected proximal tibia.
先行技術の欠点は、膝関節全置換術において使用するための患者の脛骨の近位部分を横切って延びる切削のための脛骨トレイを一実施形態において提供することによって克服され、さらなる利点が提供される。脛骨の切削される近位部分は、切削される海綿骨表面と、切削される周辺皮質骨表面と、切削される海綿骨の下層周辺に形成される少なくとも1つの空洞と、を含む。脛骨トレイは、上部と下側脛骨係合部とを含む本体を含む。上部は、上面および周縁を含む。下側脛骨係合部は、切削された周辺皮質骨表面上に支持され得る周辺下面と、切削された中央海綿骨表面上に配置可能な中央下面と、周辺下面から内側に間隔を置いて配置され、中央下面の少なくとも一部の周りに延びる少なくとも1つの下伸壁と、を含む。少なくとも1つの下伸壁は、切削された海綿骨表面の周辺部に形成された少なくとも1つの空洞内に受容可能である。本体は、上面と中央下面との間の厚みを含み、少なくとも1つの下伸壁は、中央下面からの深さを有し、深さは、厚みよりも大きい。膝関節全置換術において、脛骨トレイの中央下面及び切削された海綿骨表面に沿って抵抗される剪断力の部分と比較して、脛骨トレイ及び患者の脛骨近位部の切削部分に横方向に作用する剪断力の、より大きな部分が、少なくとも1つの下伸壁及び切削された脛骨近位部の周囲によって抵抗される。 SUMMARY OF THE INVENTION The shortcomings of the prior art are overcome and additional advantages are provided in one embodiment by providing a tibial tray for cutting extending across the proximal portion of a patient's tibia for use in total knee replacement surgery. be. The resected proximal portion of the tibia includes a resected cancellous bone surface, a resected peripheral cortical bone surface, and at least one cavity formed around an underlying layer of the resected cancellous bone. The tibial tray includes a body that includes an upper portion and a lower tibial engagement portion. The top includes a top surface and a rim. The inferior tibia engaging portion is spaced medially from the peripheral inferior surface that can be rested on the resected peripheral cortical bone surface, the central inferior surface that can be positioned on the resected central cancellous bone surface, and the peripheral inferior surface. and at least one inferior extension wall extending around at least a portion of the central inferior surface. At least one inferior extensor wall is receivable within at least one cavity formed peripherally of the resected cancellous bone surface. The body includes a thickness between the upper surface and the central lower surface, and the at least one indentation wall has a depth from the central lower surface, the depth being greater than the thickness. In total knee arthroplasty, laterally to the tibial tray and the cut portion of the patient's proximal tibia compared to the portion of the shear force resisted along the medial inferior surface of the tibial tray and the cut cancellous bone surface. A greater portion of the acting shear force is resisted by at least one inferior extensor wall and the perimeter of the resected proximal tibia.
別の実施形態では、1つの方法は、例えば、患者の脛骨の近位部分を切削するステップであって、脛骨の切削される近位部分は、横方向に切削される海綿骨表面、横方向に切削される周辺皮質骨表面、及び切削される海綿骨の下層周辺に形成される少なくとも1つの空洞を有するステップと、
脛骨トレイの周縁から内側に間隔をあけて配置され、中央下面の少なくとも一部の周囲に延びる少なくとも1つの下伸壁、およびそれを通って延びる少なくとも1つの通路を有する脛骨トレイを提供するステップと、
切削される海綿骨表面の下層周辺に形成される少なくとも1つの空洞に少なくとも1つの下伸壁を挿入するステップと、
中央下面を、横方向に切削された海綿骨表面に対して配置するステップと、を含み、
膝関節全置換術において、脛骨トレイの中央下面及び切削された海綿骨表面に沿って抵抗される剪断力の部分と比較して、脛骨トレイ及び患者の脛骨近位部の切削部分に横方向に作用する剪断力の、より大きな部分が、少なくとも1つの下伸壁及び切削された脛骨近位部の周囲によって抵抗される。
In another embodiment, a method is, for example, cutting a proximal portion of a patient's tibia, wherein the cut proximal portion of the tibia is a cancellous bone surface cut laterally, laterally a peripheral cortical bone surface to be cut into and at least one cavity formed around an underlying layer of cancellous bone to be cut;
providing a tibial tray having at least one inferior extensor wall spaced medially from the periphery of the tibial tray and extending around at least a portion of the central inferior surface and at least one passageway extending therethrough; ,
inserting at least one inferior extensor wall into at least one cavity formed around the underlayer of the cancellous bone surface to be cut;
placing the central inferior surface against the laterally cut cancellous bone surface;
In total knee arthroplasty, laterally to the tibial tray and the cut portion of the patient's proximal tibia compared to the portion of the shear force resisted along the medial inferior surface of the tibial tray and the cut cancellous bone surface. A greater portion of the acting shear force is resisted by at least one inferior extensor wall and the perimeter of the resected proximal tibia.
別の実施形態では、患者の膝関節全置換術のための患者固有の脛骨トレイを形成する方法は、例えば、
少なくとも1つのプロセッサを介して、患者の脛骨の近位部分を表す第1のデータを取得するステップを含み、第1のデータは、患者の脛骨の近位部分が内側海綿骨、及び外面及び内面を有する周辺皮質骨を有することに対応し、
方法はまた、
少なくとも1つのプロセッサを介して、第1のデータに基づいて、患者の脛骨の患者固有の切削される近位部分を表す第2のデータを決定するステップを含み、
患者の脛骨の切削される近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、切削される海綿骨の下側の周辺に形成される少なくとも1つの空洞とを有し、少なくとも1つの空洞は、切削される皮質骨の隣接内表面部分に対応する外側の起伏のある表面部分を有し、
方法はまた、
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップを含み、
患者固有の脛骨トレイは、上面を含む上部および下側脛骨係合部を有する本体を含み、下側脛骨係合部は、切削された中央海綿骨表面と接触可能な中央部を有し、少なくとも1つの下伸壁は、少なくとも1つの空洞の中に収容され、
膝関節全置換術において、脛骨トレイの中央下面及び切削された海綿骨表面に沿って抵抗され得る剪断力の部分と比較して、脛骨トレイ及び患者の脛骨近位部の切削部分に横方向に作用する剪断力の、より大きな部分が、少なくとも1つの下伸壁及び切削された脛骨近位部の周囲によって抵抗され得る。
In another embodiment, a method of forming a patient-specific tibial tray for total knee replacement surgery in a patient, for example, comprises:
Acquiring, via at least one processor, first data representing a proximal portion of the patient's tibia, the first data indicating that the proximal portion of the patient's tibia is the medial cancellous bone and the lateral and medial surfaces. corresponding to having peripheral cortical bone with
The method also
determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific resected proximal portion of the patient's tibia based on the first data;
The resected proximal portion of the patient's tibia has a central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, and at least one cavity formed around the underside of the resected cancellous bone; the cavity has an outer contoured surface portion corresponding to an adjacent inner surface portion of the cortical bone to be cut;
The method also
forming, via at least one processor, a patient-specific tibial tray based on the second data;
A patient-specific tibial tray includes a body having upper and lower tibial engaging portions including an upper surface, the lower tibial engaging portion having a central portion contactable with a cut central cancellous bone surface, and at least one inferior extension wall is received within the at least one cavity;
In total knee arthroplasty, laterally to the tibial tray and the cut portion of the patient's proximal tibia compared to the portion of the shear force that can be resisted along the medial inferior surface of the tibial tray and the cut cancellous bone surface. A greater portion of the acting shear force can be resisted by the at least one inferior extensor wall and the perimeter of the resected proximal tibia.
先行技術の欠点は、膝関節置換術のための患者の脛骨の切削される近位部分のための脛骨トレイを一実施形態において提供することによって克服され、さらなる利点が提供される。脛骨の切削される近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、下層皮質骨の内面の少なくとも一部を露出させる海綿骨に形成される少なくとも1つの空洞と、を含む。脛骨トレイは、上面を有する上部と、下側脛骨係合部と、を有する本体を含む。下側脛骨係合部は、中央海綿骨表面と接触可能な中央面を有する中央部分と、海綿骨に形成された少なくとも1つの空洞に受容可能な、周辺下伸部と、を含む。周辺下伸部の表面は、患者の脛骨の皮質骨の露出した下側内面に接触可能である。 The shortcomings of the prior art are overcome and additional advantages are provided by providing, in one embodiment, a tibial tray for cutting a proximal portion of a patient's tibia for knee replacement surgery. The cut proximal portion of the tibia includes a central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, and at least one cavity formed in the cancellous bone that exposes at least a portion of the inner surface of the underlying cortical bone. The tibial tray includes a body having an upper portion with an upper surface and a lower tibial engaging portion. The inferior tibia engaging portion includes a central portion having a central surface contactable with the central cancellous bone surface and a peripheral inferior extension receivable in at least one cavity formed in the cancellous bone. A surface of the peripheral inferior extension can contact the exposed inferior inner surface of the cortical bone of the patient's tibia.
別の実施形態では、患者の膝関節置換術のための患者固有の脛骨トレイを形成する方法は、例えば、
患者の脛骨の患者固有の切削される近位部分を決定するステップを含み、患者の脛骨の切削される近位部分は、上側の中央海綿骨表面、周辺皮質骨表面、及び脛骨の下層皮質骨の内面の少なくとも一部分を露出する海綿骨の1つ以上の空洞及び/又は開口、を有し、
方法はまた、
上面を有する上部と下側脛骨係合部とを有する本体を含む患者固有の脛骨トレイを形成するステップを含み、下側脛骨係合部は、海綿骨表面と接触可能な中央部分と、1つまたは複数の空洞及び/又は開口に受け入れられる周辺下伸部と、を有し、さらに患者の脛骨の皮質骨の露出した下側内面と接触可能な1つまたは複数の表面を有する。
In another embodiment, a method of forming a patient-specific tibial tray for knee replacement surgery in a patient includes, for example,
determining a patient-specific proximal cut portion of the patient's tibia, wherein the cut proximal portion of the patient's tibia includes an upper central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, and an underlying cortical bone of the tibia. one or more cavities and/or openings in cancellous bone exposing at least a portion of the inner surface of the
The method also
forming a patient-specific tibial tray including a body having an upper portion having an upper surface and a lower tibia engaging portion, the lower tibia engaging portion comprising a central portion contactable with a cancellous bone surface; or a peripheral inferior extension received in a plurality of cavities and/or openings, and further having one or more surfaces contactable with the exposed inferior inner surface of the cortical bone of the patient's tibia.
別の実施形態では、膝関節置換術のために患者の脛骨の近位部分を切削するためのロボットによる方法は、例えば、
プロセッサを介して、中央海綿骨と周辺皮質骨とを含む患者の脛骨の近位部分を表す第1のデータを取得するステップと、
プロセッサを介して、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、第1のデータに基づいて、下層皮質骨の内面の少なくとも一部を露出させる、海綿骨に形成される少なくとも1つの空洞と、を有する患者固有の脛骨の切削される近位部分の第2のデータを決定するステップと、
プロセッサを介して、脛骨の患者固有の切削される近位部分の第2のデータに基づいて、患者の脛骨を形成するステップと、を含み、
患者の脛骨の切削された近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、脛骨の海綿骨の内面を露出させる、少なくとも1つの空洞と、を有する。
In another embodiment, a robotic method for cutting a proximal portion of a patient's tibia for knee replacement surgery comprises, for example,
obtaining, via a processor, first data representing a proximal portion of the patient's tibia including central cancellous bone and peripheral cortical bone;
Via the processor, based on the first data, a central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, at least one cavity formed in the cancellous bone exposing at least a portion of the inner surface of the underlying cortical bone; determining second data of a resected proximal portion of a patient-specific tibia having
forming, via a processor, the patient's tibia based on second data of a patient-specific resected proximal portion of the tibia;
The resected proximal portion of the patient's tibia has a central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, and at least one cavity exposing the inner surface of the cancellous bone of the tibia.
先行技術の欠点は、膝関節全置換術のための患者の脛骨の切削された近位部分のための脛骨トレイを一実施形態において提供することによって克服され、さらなる利点が提供される。脛骨の切削される近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、皮質骨から離間して脛骨の海綿骨の下層部分を露出させる海綿骨の周辺部に形成される少なくとも1つの空洞と、を含む。脛骨トレイは、上面を有する上部と、下側脛骨係合部とを有する本体を含む。下側脛骨係合部は、中央海綿骨表面と接触可能な中央表面を有する中央部分と、周辺下伸部が患者の脛骨の下層皮質骨の内面から間隔を空けて配置されるように、海綿骨表面に形成される少なくとも1つの空洞に受け入れられる周辺下伸部と、を含む。 The shortcomings of the prior art are overcome and additional advantages are provided by providing, in one embodiment, a tibial tray for resected proximal portions of a patient's tibia for total knee replacement surgery. The resected proximal portion of the tibia comprises at least one formed on a central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, and a peripheral portion of the cancellous bone spaced from the cortical bone to expose an underlying portion of the cancellous bone of the tibia. a cavity; The tibial tray includes a body having an upper portion with an upper surface and a lower tibial engaging portion. The inferior tibia engaging portion has a central portion having a central surface contactable with the central cancellous bone surface, and a cancellous portion such that the peripheral inferior extension is spaced from the inner surface of the underlying cortical bone of the patient's tibia. a peripheral inferior extension received in at least one cavity formed in the bone surface.
別の実施形態では、患者のための膝関節全置換術のための患者固有の脛骨トレイを形成する方法は、例えば、
患者の脛骨の患者固有の切削された近位部分を決定するステップを含み、患者の脛骨の切削される近位部分は、上側の中央海綿骨表面、周辺皮質骨表面、及び海綿骨の周辺部に形成され、脛骨の海綿骨の下層部分を露出させる少なくとも1つの空洞を有し、
方法はまた、
上側表面を有する上部と、下側脛骨係合部とを有する本体と、を含む患者固有の脛骨トレイを形成するステップを含み、
下側脛骨係合部は、中央海綿骨表面と接触可能な中央部分と、周辺下伸部が患者の脛骨の下層皮質骨の露出した内面から間隔をあけて配置されるように、少なくとも1つの空洞内に受け入れられる周辺下伸部と、を有する。
In another embodiment, a method of forming a patient-specific tibial tray for total knee replacement surgery for a patient comprises, for example,
determining a patient-specific resected proximal portion of the patient's tibia, wherein the resected proximal portion of the patient's tibia comprises an upper central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, and a cancellous peripheral portion. having at least one cavity formed in and exposing the underlying portion of cancellous bone of the tibia;
The method also
forming a patient-specific tibial tray including a top portion having an upper surface and a body having a lower tibial engagement portion;
The inferior tibia engaging portion has at least one central portion contactable with the central cancellous bone surface and a peripheral inferior extension spaced from the exposed inner surface of the underlying cortical bone of the patient's tibia. and a peripheral lower extension received within the cavity.
別の実施形態では、膝関節全置換術のために患者の脛骨の近位部分を切削するためのロボットによる方法は、例えば、
プロセッサを介して、中央海綿骨と周辺皮質骨とを含む患者の脛骨の近位部分を表す第1のデータを取得するステップと、
プロセッサを介して、中央海綿骨表面、周辺皮質骨表面、及び第1のデータに基づいて、皮質骨から間隔をあけて海綿骨の周辺部に形成され、脛骨の海綿骨の下層部分を露出させる少なくとも1つの空洞を有する患者固有の切削される脛骨近位部分の第2のデータを決定するステップと、
プロセッサを介して、脛骨の患者固有の切削される近位部分を表す第2のデータに基づいて患者の脛骨を形成する、ステップと、を含み、
患者の脛骨の切削される近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、皮質骨から間隔を空けて海綿骨の周辺に形成され、脛骨の海綿骨の下層部分を露出させる少なくとも1つの空洞とを有する。
In another embodiment, a robotic method for cutting a proximal portion of a patient's tibia for total knee replacement surgery comprises, for example,
obtaining, via a processor, first data representing a proximal portion of the patient's tibia including central cancellous bone and peripheral cortical bone;
Via the processor, based on the central cancellous bone surface, the peripheral cortical bone surface, and the first data, forming a peripheral portion of the cancellous bone spaced from the cortical bone to expose an underlying portion of the cancellous bone of the tibia. determining second data of a patient-specific cut proximal tibia portion having at least one cavity;
forming, via the processor, the patient's tibia based on second data representing a patient-specific resected proximal portion of the tibia;
The resected proximal portion of the patient's tibia comprises a central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, and a peripheral cancellous bone spaced from the cortical bone to expose at least an underlying portion of the cancellous bone of the tibia. and one cavity.
先行技術の欠点はまた、膝関節全置換術のための患者の脛骨の切削される近位部分のための脛骨トレイを一実施形態において提供することによって克服され、さらなる利点が提供される。脛骨の切削される近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、皮質骨から離間して海綿骨の周辺に形成され、脛骨の海綿骨の下層部分を露出させる少なくとも1つの空洞と、を含む。脛骨トレイは、上面を有する上部と、下側脛骨係合部と、を有する本体を含む。下側脛骨係合部は、中央海綿骨表面と接触可能な中央面を有する中央部分と、周辺下伸外面部が患者の脛骨の下層皮質骨の内面の起伏に対応するように海綿骨表面に形成された少なくとも1つの空洞に受け入れられる周辺下伸部と、を含む。他の実施形態では、周辺下伸部は、周辺下伸部の近位部分から周辺部の遠位部分まで延び、周辺下伸外面部の少なくとも一部が、皮質骨の下層凹状の内面に隣接して配置されるように、切削面に沿って皮質骨の上縁部分の輪郭に対応するように輪郭付けられた、周辺下伸部の外面部分の少なくとも一部分を含む。 Shortcomings of the prior art are also overcome and additional advantages are provided by providing, in one embodiment, a tibial tray for cutting a proximal portion of a patient's tibia for total knee replacement surgery. The cut proximal portion of the tibia includes a central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, and at least one cavity formed around the cancellous bone spaced from the cortical bone to expose an underlying portion of the cancellous bone of the tibia. and including. The tibial tray includes a body having an upper portion with an upper surface and a lower tibial engaging portion. The inferior tibia engaging portion has a central portion having a central surface contactable with the central cancellous bone surface, and a peripheral inferoextensive outer surface portion that rests against the cancellous bone surface so as to correspond to the undulations of the inner surface of the underlying cortical bone of the patient's tibia. and a peripheral underextension received in the at least one cavity formed. In other embodiments, the peripheral inferior extension extends from a proximal portion of the peripheral inferior extension to a distal portion of the periphery, and at least a portion of the peripheral inferior extension lateral surface portion abuts the underlying concave inner surface of the cortical bone. at least a portion of the outer surface portion of the peripheral inferior extension contoured to correspond to the contour of the superior edge portion of the cortical bone along the cutting surface.
先行技術の欠点はまた、膝関節部分置換術のための患者の脛骨の切削される内側または外側近位部分のための脛骨トレイを一実施形態において提供することによって克服され、さらなる利点が提供される。脛骨の切削された内側(medial)または外側(lateral)近位部分は、中央海綿骨表面と、部分的な周辺皮質骨表面と、脛骨の切削される内側または外側近位部分における海綿骨の周辺に形成される少なくとも1つの空洞と、を有する。脛骨トレイは、上面を有する上部と、下側脛骨係合部と、を有する本体を含む。下側脛骨係合部は、切削された中央海綿骨表面と接触可能な中央面を有する中央部分と、周辺の下伸外面部分が患者の脛骨の下層皮質骨の内面の起伏に対応するように、切削される海綿骨表面に形成される少なくとも1つの空洞に受け入れられる周辺下伸部と、を含む。 The shortcomings of the prior art are also overcome and further advantages are provided by providing, in one embodiment, a tibial tray for cutting a medial or lateral proximal portion of a patient's tibia for partial knee replacement surgery. be. The cut medial or lateral proximal portion of the tibia includes a central cancellous bone surface, a partial peripheral cortical bone surface, and a periphery of cancellous bone in the cut medial or lateral proximal portion of the tibia. at least one cavity formed in the The tibial tray includes a body having an upper portion with an upper surface and a lower tibial engaging portion. The inferior tibia engaging portion has a central portion having a central surface contactable with the resected central cancellous bone surface and a peripheral inferior extensor lateral surface portion such that it conforms to the contours of the inner surface of the underlying cortical bone of the patient's tibia. , a peripheral inferior extension received in at least one cavity formed in the cancellous bone surface to be cut.
先行技術の欠点はまた、膝関節置換術のための患者の脛骨の切削される近位部分に少なくとも1つの空洞を形成するための切削ガイドを一実施形態において提供することによって克服され、さらなる利点が提供される。脛骨の切削される近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面とを有する。切削ガイドは、第1の平面表面及び第2の平面表面を有する平面部材を含む。平面部材は、その一部が患者の脛骨の近位部分の切削に沿った外周辺皮質骨の少なくとも一部に対応する周辺外縁と、第1の平面表面から第2の平面表面まで平面部材を貫通して延び、周辺外縁から離間した少なくとも1つのU字形開口部と、を有する。U字形開口部は、U字形軸を画定し、U字形開口部は、U字形軸に直角な方向に一定の幅を有する。U字形開口部は、内縁と外縁とを有し、外縁は、周辺外縁に平行である。切削ガイドは、開口部の幅よりも大きいサイズの近位直径と、開口部を通過するためのサイズの遠位直径とを有するフライス工具を更に含んでもよい。 The shortcomings of the prior art are also overcome by providing, in one embodiment, a cutting guide for forming at least one cavity in a cut proximal portion of a patient's tibia for knee replacement surgery, with further advantages. is provided. The proximal portion of the tibia to be cut has a central cancellous bone surface and a peripheral cortical bone surface. The cutting guide includes a planar member having a first planar surface and a second planar surface. The planar member has a peripheral outer edge, a portion of which corresponds to at least a portion of the outer peripheral cortical bone along the cut of the proximal portion of the patient's tibia, and the planar member from the first planar surface to the second planar surface. and at least one U-shaped opening extending therethrough and spaced from the peripheral outer edge. The U-shaped opening defines a U-shaped axis, and the U-shaped opening has a constant width in a direction perpendicular to the U-shaped axis. The U-shaped opening has an inner edge and an outer edge, the outer edge being parallel to the peripheral outer edge. The cutting guide may further include a milling tool having a proximal diameter sized larger than the width of the opening and a distal diameter sized to pass through the opening.
先行技術の欠点はまた、膝関節全置換術のための患者の脛骨の切削される近位部分に一対の空洞を形成するための切削ガイドを一実施形態において提供することによって克服され、さらなる利点が提供され、脛骨の切削される近位部分は、中央海綿骨表面および周辺皮質骨表面を有する。切削ガイドは、第1の平面表面と第2の平面表面とを有する平面部材を含む。平面部材は、患者の脛骨の近位部分の切削に沿った外周辺皮質骨に対応する外周縁を含む。一対のU字形開口部は、第1の平面表面から第2の平面表面まで平面部材を貫通して延び、周辺外縁から離間して配置される。一対のU字形開口部の各々は、U字形軸を画定し、U字形開口部は、U字形軸に直角な方向に一定の幅を有する。一対のU字形開口部の各々は、内縁及び外縁を有し、外縁は、周辺外縁に平行である。切削ガイドは、開口部の幅よりも大きいサイズの近位直径と、開口部を通過するためのサイズの遠位直径とを有するフライス工具を更に含んでもよい。 The shortcomings of the prior art are also overcome by providing, in one embodiment, a cutting guide for forming a pair of cavities in a cut proximal portion of a patient's tibia for total knee replacement surgery, providing further advantages. is provided, and the resected proximal portion of the tibia has a central cancellous bone surface and a peripheral cortical bone surface. The cutting guide includes a planar member having a first planar surface and a second planar surface. The planar member includes an outer peripheral edge corresponding to the perimeter cortical bone along the cut of the proximal portion of the patient's tibia. A pair of U-shaped openings extend through the planar member from the first planar surface to the second planar surface and are spaced apart from the peripheral outer edge. Each of the pair of U-shaped openings defines a U-shaped axis, with the U-shaped openings having a constant width in a direction perpendicular to the U-shaped axis. Each of the pair of U-shaped openings has an inner edge and an outer edge, the outer edge being parallel to the peripheral outer edge. The cutting guide may further include a milling tool having a proximal diameter sized larger than the width of the opening and a distal diameter sized to pass through the opening.
開示される主題は、本明細書の結論部分において特に指摘され、明確にクレームされている。しかし、本開示は、様々な実施形態の以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することによって最もよく理解され得る。 The disclosed subject matter is particularly pointed out and distinctly claimed in the concluding portion of the specification. However, the present disclosure may best be understood by referring to the following detailed description of various embodiments and accompanying drawings.
一般に、本明細書に開示されるのは、脛骨の切削される近位部分、脛骨トレイ、並びにこれらを形成するための方法及びロボットシステムである。 In general, disclosed herein are a cut proximal portion of a tibia, a tibial tray, and methods and robotic systems for forming the same.
この詳細な説明及び以下の請求項において、近位、遠位、前方、後方、内側、外側、上方、及び下方の語は、自然な骨の相対的配置又は方向性の用語に従って骨又はインプラントの特定の部分を示すためのそれらの標準使用法によって定義される。 In this detailed description and in the claims that follow, the terms proximal, distal, anterior, posterior, medial, lateral, superior, and inferior refer to bones or implants according to their natural bone orientation or orientation terms. defined by their standard usage for denoting a particular part.
位置又は方向は、解剖学的構造又は表面を参照して本明細書で使用され得る。例えば、現在の装置および方法は、膝の骨との使用を参照して本明細書に記載されているので、膝の骨は、脛骨トレイ、脛骨トレイの設置、および外科的方法の表面、位置、方向または向きを説明するために使用されてもよい。さらに、本明細書に開示される装置および外科的方法、ならびにその態様、構成要素、特徴などは、簡潔さを目的として、身体の片側に関して説明される。しかし、人体は、対称線(正中線)に関して比較的対称であるか、または鏡像であるので、本明細書中に記載及び/又は図示される装置および外科手術方法、ならびにそれらの局面、構成要素、特徴などは、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、同一または類似の目的のために身体の別の側と使用または関連するために変更、変化、修正、再構成またはその他の方法で変更され得ることは、ここに明確に企図されている。例えば、左膝に関して本明細書に記載された装置および手術方法、ならびにそれらの態様、構成要素、特徴などは、それらが右膝で同様に機能するように鏡像されてもよく、その逆もまた然りである。 Position or orientation may be used herein with reference to anatomical structures or surfaces. For example, since the current devices and methods are described herein with reference to use with a knee bone, the knee bone is the surface, position, and location of the tibial tray, placement of the tibial tray, and surgical methods. , may be used to describe direction or orientation. Furthermore, the devices and surgical methods disclosed herein, and aspects, components, features, etc. thereof, are described with respect to one side of the body for purposes of brevity. However, because the human body is relatively symmetrical or a mirror image about a line of symmetry (midline), the devices and surgical methods, and aspects and components thereof, described and/or illustrated herein are , features, etc. may be altered, altered, modified, rearranged or otherwise for use or associated with other sides of the body for the same or similar purposes without departing from the spirit and scope of this disclosure. Modifications are expressly contemplated herein. For example, the devices and surgical methods, and aspects, components, features, etc., described herein with respect to the left knee may be mirrored so that they function similarly on the right knee, and vice versa. Yes.
図面を参照すると、いくつかの図全体にわたって同様の参照数字が同様のまたは類似の構成要素を示すために使用され、特に、例えば、図1、3、4、12~14、15~21、22および23、24、および25を参照して、膝関節置換術に用いるために脛骨トレイの部分が下層皮質骨の内面に係合可能及び/又は接触可能である脛骨の切削近位部分に取り付けられる脛骨トレイの例示的実施形態が図示される。以下の説明から理解されるように、脛骨の硬い皮質骨は、より柔らかい海綿骨中の中央にキールを有する硬い皮質骨の上に載っている従来の脛骨トレイに対して、この高密度の骨への圧入のような固定を提供し得る。例えば、本開示は、セメント付けされない脛骨トレイの改良された固定をもたらし得る。図6は、膝関節置換術で使用するための方法を示し、図7は、患者の脛骨の近位部分の切削をもたらし、そして対応する、方向づけられた、または一致する脛骨トレイを形成するためのシステムを示している。方法及びシステムは、例えばCTスキャンデータから完全に自立的かつ自動的に切削される脛骨近位部及び対応する脛骨トレイを得るために動作可能であってもよい。図26~30を参照すると、そこには、膝関節置換術で使用するために、脛骨トレイの部分が下層皮質骨の内面から離間して配置され、それに近接して隣接する脛骨の切削された近位部分上に設置される脛骨トレイの例示的実施形態が例示的に示されている。以下の説明から理解されるように、脛骨の皮質骨に隣接する周辺海綿骨は、より柔らかい海綿骨の中央に配置されたキールを有する皮質骨の上に載っている従来の脛骨トレイと対照的に、近位脛骨への固定を提供し得る。例えば、本開示は、セメント付けされない脛骨トレイの改良された固定をもたらし得る。図33は、例えば、図26~30の脛骨トレイを採用する、膝関節置換術における使用のための方法を示し、この方法は、患者の脛骨の近位部分の切削をもたらすステップと、対応する、方向付けられる、または一致する脛骨トレイを形成するステップとを含む。図34は、膝関節置換術で使用するためのロボットによる方法を示し、この方法は、患者の脛骨の近位部分の切削を効果的に行うステップを含む。方法及びシステムは、例えばCTスキャンデータから完全に自立的かつ自動的に切削される脛骨近位部及び対応する脛骨トレイを得るために動作可能であってよい。 Referring to the drawings, like reference numerals are used throughout the several views to denote like or analogous components, and in particular, for example, FIGS. and 23, 24, and 25, a portion of the tibial tray is attached to a cut proximal portion of the tibia that is engageable and/or contactable with the inner surface of the underlying cortical bone for use in knee replacement surgery. An exemplary embodiment of a tibial tray is illustrated. As will be appreciated from the discussion below, the hard cortical bone of the tibia is this dense bone versus conventional tibial trays that rest on hard cortical bone with a central keel in softer cancellous bone. can provide fixation such as a press fit to the For example, the present disclosure may provide improved fixation of non-cemented tibial trays. FIG. 6 illustrates a method for use in knee replacement surgery and FIG. 7 for effecting cutting of the proximal portion of the patient's tibia and forming a corresponding, oriented, or conforming tibial tray. system. The method and system may be operable to obtain a fully autonomous and automatically cut proximal tibia and corresponding tibial tray from CT scan data, for example. Referring to FIGS. 26-30, there is shown a portion of the tibial tray spaced from the inner surface of the underlying cortical bone and cut into the proximally adjacent tibia for use in knee replacement surgery. An exemplary embodiment of a tibial tray to be placed on the proximal portion is illustratively shown. As will be appreciated from the description below, the peripheral cancellous bone adjacent to the cortical bone of the tibia contrasts with conventional tibial trays that rest on cortical bone with a keel centrally located in the softer cancellous bone. can provide fixation to the proximal tibia. For example, the present disclosure may provide improved fixation of non-cemented tibial trays. FIG. 33 illustrates a method for use in knee replacement surgery employing, for example, the tibial tray of FIGS. , forming an oriented or conforming tibial tray. FIG. 34 illustrates a robotic method for use in knee replacement surgery, which method includes the steps of effectively performing a resection of a proximal portion of a patient's tibia. The method and system may be operable to obtain a fully autonomous and automatically cut proximal tibia and corresponding tibial tray from CT scan data, for example.
いくつかの実施形態では、例えば、患者固有の脛骨トレイ設計は、周辺表面との高い接触度、下面形状、及び皮質骨幹端骨(metaphyseal bone)とインターフェイスする患者に適合したペグの組み合わせによって、無菌性の弛み及び陥没を軽減し得る。本開示は、膝関節インプラントの失敗の主要な原因、すなわち、脛骨コンポーネントの無菌性の弛みおよび陥没を解決及び/又は克服し得る。 In some embodiments, for example, the patient-specific tibial tray design is sterile through a combination of high contact with the peripheral surface, inferior surface geometry, and patient-matched pegs that interface with the cortical metaphyseal bone. May reduce sexual sagging and depression. The present disclosure may resolve and/or overcome a major cause of knee implant failure: sterile loosening and subsidence of the tibial component.
いくつかの実施形態において、本開示は、脛骨の三次元モデルを生成する方法と、脛骨内壁の周縁との皮質接触を増加又は最大化するように設計されたカスタム脛骨トレイを挿入できるように、切削計画に従ってロボット又はロボット掘削機で脛骨の一部を掘削するための切削計画の生成とに向けられている。 In some embodiments, the present disclosure provides a method for generating a three-dimensional model of a tibia and inserting a custom tibial tray designed to increase or maximize cortical contact with the rim of the inner tibia wall. and generation of a cutting plan for excavating a portion of the tibia with a robot or robotic excavator according to the cutting plan.
いくつかの実施形態において、本開示の技術は、脛骨の下層皮質壁の内面に沿って脛骨トレイの皮質骨との接触を最大化することに向けられる。より高いレベルの皮質骨接触を達成するように設計された改良型インプラントを決定するために脛骨の近位部分の仮想モデルを使用してもよい。プロセッサが採用され、骨とインプラントとの間の骨接触の量が、従来の脛骨トレイと比較して、10%以上など増加するように、脛骨から骨を掘削するための掘削プロトコルを生成するように構成されてもよい。 In some embodiments, the techniques of the present disclosure are directed to maximizing contact of the tibial tray with cortical bone along the inner surface of the underlying cortical wall of the tibia. A virtual model of the proximal portion of the tibia may be used to determine a modified implant designed to achieve a higher level of cortical bone contact. A processor is employed to generate a drilling protocol for drilling bone from the tibia such that the amount of bone contact between the bone and the implant is increased, such as by 10% or more, compared to conventional tibial trays. may be configured to
図1は、本開示の実施形態に係る、膝関節置換術のための脛骨10の切削された近位部分に装着された脛骨トレイ20を図示する。この例示された実施形態では、脛骨10の切削された近位部分に動作可能に取り付けられたときの脛骨トレイ20の少なくとも一部は、脛骨10の近位部分の皮質骨12の内面または側部とインターフェイスし、接触を増大させる。
FIG. 1 illustrates a
例えば、脛骨トレイ20は、上部24及び下側脛骨係合部26を有する本体22を含んでもよい。上部24は、プラスチックベアリングスペーサ(図1には図示せず)を支持するための概ね平面状の上側表面25を含んでもよい。いくつかの実施形態では、表面25は、プラスチックベアリングスペーサを典型的なスナップフィット接続を介して取り付け、拘束するための、周辺上方延在リップ27を含む。
For example, the
脛骨係合部26は、中央脛骨係合部30と周辺脛骨係合部40とを含んでもよい。この実施形態では、中央脛骨係合部30は、患者の脛骨の切削された近位部分の中央海綿骨表面と接触可能な平面的な表面を含んでもよい。
The
周辺脛骨係合部40は、少なくとも1つの下伸壁50を含んでもよい。下伸壁50は、内壁面52及び外壁面54を含んでもよい。内壁面52は、上面25に対して直角または90度、あるいは任意の適切な角度または複数の角度で配置されてもよい。外壁面54は、皮質骨12の内面13と整列、当接、または接触可能でもよい。
The peripheral
例えば、外壁面54は、脛骨トレイ20の上面25に対して約25度~約45度、約30度~約40度、約35度、または他の適切な角度で角度をつけて配置されてもよい。壁50は、脛骨10の切削された近位部分に形成された空洞に受容される。空洞は、脛骨の海綿骨、小柱骨(trabecular bone)、海綿質骨(spongy bone)、または軽質多孔質骨(light porous bone)に形成されてもよい。壁は、皮質骨12の内面13との接触面積を増加させてもよい。壁50の深さD1は、約0.5ミリメートル(mm)~約75mm、約1mm~約50mm、約2mm~約40mm、約4mm~約20mm、0.5mm以上、約1mm以上、約2mm以上、約3mm以上、約5mm以上、約7mm以上、または他の適切な深さまで延びてもよい。いくつかの実施形態では、下伸壁50は、本体22の周縁の少なくとも25パーセントに沿って、本体22の周縁の少なくとも50パーセントに沿って、本体22の全周縁に沿って延びてもよく、または本体22の周縁に別の適切な量だけ沿って延びてもよい。壁50の幅W1は、約5mm~約6mmであってもよく、望ましくは約0.5mmより大きく、約50mmより小さい。いくつかの実施形態では、脛骨トレイ20の周辺縁部29は、上側切削皮質骨19、例えば縁部18の上に延びる下面28を含んでもよい。いくつかの実施形態では、脛骨トレイ20は、キール32(図1に破線で示す)及び支持ピン(図1には図示せず)を備えてもよい。脛骨の近位部分のアクセス空洞および脛骨トレイは、外科医によって手動でサイズ決定および形成されてもよく、または以下に説明するように、自動的にまたはロボットによって完全自動的に準備されてもよい。
For example, the
図2は、本開示の実施形態による、膝関節置換術のための患者の脛骨110の切削された近位部分の上面図を示している。この例示された実施形態では、脛骨110の切削された近位部分は、中央海綿質表面111と、皮質骨端面118と、脛骨110の近位部分の一方の側に沿って配置された第1のU字形の空洞115と、脛骨110の近位部分の反対側の側に沿って配置された第2のU字形の空洞117とを含んでもよい。空洞115および117は、脛骨110の近位部分の皮質骨112の内面に隣接する脛骨110の海綿骨、小柱骨、海綿質骨、または軽質多孔質骨の中に延びてもよい。空洞の深さは、約0.5ミリメートル(mm)~約75mm、約1mm~約50mm、約2mm~約40mm、約4mm~約20mm、約1mm、約2mm、約3mm、約5mm、約7mm、または他の適切な深さに及んでもよい。壁の幅W2は、約5mm~約6mmであってよく、望ましくは、約0.5mmより大きく、約50mmより小さい。対応する脛骨トレイ(図2には図示せず)は、外縁部分が脛骨トレイに平行な切削面に沿って脛骨縁部分の形状に近似するように設計された脛骨トレイの外縁部分を有していてもよい。以下により詳細に説明するように、脛骨の近位部分は、対応する脛骨トレイを受けるために、手動で、または全自動などロボットによって、切削または再表面加工されてもよい。
FIG. 2 illustrates a top view of a resected proximal portion of a patient's
図3は、本開示の実施形態による、膝関節置換術のための脛骨210の切削された近位部分に装着される脛骨トレイ320を示す。この例示された実施形態では、脛骨210の切削された近位部分に動作可能に取り付けられたときの脛骨トレイ320の少なくとも一部は、脛骨210の近位部分の皮質骨212の内側側部とインターフェイスし、接触面積を増加させる。
FIG. 3 shows a
脛骨トレイ320は、上部324及び下側脛骨係合部326を有する本体322を含んでもよい。上部324の上側表面325は、プラスチックベアリングスペーサ(図3には図示せず)を支持するための概ね平面状の表面であってもよい。いくつかの実施形態では、上側表面は、プラスチックベアリングスペーサを固定するための周辺に延在するリップを含む。
脛骨係合部326は、周辺脛骨係合部350に対して凹部340を画定する脛骨係合中央部分330を含んでもよい。周辺脛骨係合部350は、脛骨係合中央部分330の一部または全部の周りに配置され、脛骨係合中央部分330とは異なる高さにある壁または平坦部分であってよい。周辺脛骨係合部350は、脛骨近位部の皮質骨の内面に隣接する脛骨近位部の海綿骨、小柱骨、海綿質骨、または軽質多孔質骨に形成された空洞に配置されてもよい。周辺脛骨係合部350は、内壁面352及び外壁面354を含んでもよい。内壁面352は、上部324の上側表面325に対して直角または90度の位置に配置されてもよい。外壁面354は、皮質骨212の内面213と整列可能、および当接可能であってもよい。周辺脛骨係合部350の深さD2は、0.5mmを超えてもよく、75mmを超えないようにしてもよい。脛骨の近位部分の幾何学的表面加工は、切削面(キール及びピンを除く)に沿った上部及び下側部分が、約0.5mmより大きく、約15mm以下の深さD3を有する結果となってもよい。いくつかの実施形態では、脛骨トレイは、キール及び支持ピンを備えてもよい。以下により詳細に説明するように、脛骨210の近位部分は、対応する手動によって、またはロボットによって形成される脛骨トレイ320を受けるために手動またはロボットで切削されてもよい。
The
図4は、本開示の一実施形態による、膝関節置換術のための脛骨410の切削された近位部分に装着された脛骨トレイ420を示す図である。この例示された実施形態では、脛骨トレイ420は、脛骨410の切削された近位部分の曲面形状および支持空洞とインターフェイスするように設計されている。
FIG. 4 is an illustration showing a
例えば、脛骨の典型的な近位部分は、外側顆(lateral condyle)の近くの凹状の最低点(minimum)、顆間隆起(intercondyle eminence)の近くの凸状の最高点(maximum)、及び内側顆(medial condyle)の近くの凹状の最低点を構成し得る。本開示の膝関節置換術のための脛骨410の切削された近位部分は、典型的な脛骨と同様の一般的輪郭を含むように骨を成形しながら、脛骨の近位部分から損傷した骨を除去してよい。脛骨410の再表面加工された近位部分は、外側顆付近の凹状最低点416、顆間隆起部付近の凸状最高点417、及び内側顆付近の凹状最低点418を特徴としてもよい。凹状最低点416、凸状最高点417、及び/又は凹状最低点418は、脛骨の近位部分の海綿骨、小柱骨、海綿質骨、または軽質多孔質骨の中に延びてもよく、この凹状最低点416、凸状最高点417、および凹状最低点418の外側部分は、脛骨410の近位部分の下層皮質骨412の内面に隣接して、及び/又は接触して配置されてもよい。脛骨トレイ420は、その間に配置された下凸面426、下凸面428、及び下凹面427を有する下側脛骨係合部を含んでもよい。凹面の半径及び凸面の半径は、一定の半径であってもよいし、変化する曲率を有してもよい。凸面の外縁は、下方から見た場合、楕円形又は概ね卵形の構成を有していてもよい。
For example, a typical proximal portion of the tibia has a concave minimum near the lateral condyle, a convex maximum near the intercondyle eminence, and a medial It may constitute a concave lowest point near the medial condyle. The cut proximal portion of the
脛骨トレイ420は、下層皮質骨412とインターフェイスするように設計された1つ又は複数のピン490を含んでもよい。例えば、図5に示すように、4つの穴419のアレイが、脛骨410の切削された近位部分の各四分円に配置されてもよく、これらの穴419はピン490(図4)を受容する。再び図4を参照すると、ピン490の底部は、皮質骨412の開口部の側面と係合する外側円筒形部分を含んでいてもよい。そのような接触部分は、皮質骨の開口部の内縁部分に接触することを含む、皮質骨を通って延びる開口部の側面、及び/又は皮質骨の内面における開口部の周りの皮質骨の内面又は表面部分とであってよい。ピン490の下縁492は、皮質骨412の外面411と整列してもよい。脛骨トレイ420の周縁部は、例えば約4mmの厚みTと約2mmの幅W3とを有するシェルフまたはリップを画定してもよい。
ここで開示されている脛骨トレイは、従来のプラスチックスペーサ及び大腿骨コンポーネントと動作可能であってもよい。例えば、現在開示されている脛骨トレイの上面は、スナップフィット方式のような標準的なしくみでプラスチックスペーサ構成要素と係合するために設計された概して対称形状またはキドニービーン形状を有する表面を含んでもよい。可変の厚み(非限定的な例として、リム)を有する脛骨トレイは、脛骨トレイのカバー量が切削面に沿って最大化されるが、プラスチックスペーサ構成要素の係合が損なわれないように、脛骨トレイの周縁部に存在し得る。脛骨リムの厚みは、約4mmであってもよい。他の実施形態では、リムは、約0.5mmを超え、約25mm未満であってもよい。 The tibial trays disclosed herein may be operable with conventional plastic spacers and femoral components. For example, the top surface of the currently disclosed tibial tray may include a surface having a generally symmetrical or kidney bean shape designed to engage a plastic spacer component in a standard manner such as a snap fit. good. A tibial tray having a variable thickness (rim as a non-limiting example) may be used to maximize the amount of tibial tray coverage along the cutting surface, but not compromise the engagement of the plastic spacer components. It can reside on the periphery of the tibial tray. The thickness of the tibial rim may be approximately 4 mm. In other embodiments, the rim may be greater than about 0.5 mm and less than about 25 mm.
本開示の脛骨トレイは、一片の、モノリシックな、または一体型の本体を含んでもよく、あるいは2つ以上の部品から形成されてもよい。脛骨トレイは、チタン、コバルトクロム、または他の許容可能なステンレス鋼などの標準的な金属インプラント材料から作られてもよい。他の実施形態では、本開示の脛骨トレイは、プラスチックまたは高分子材料から作られてもよい。 The tibial tray of the present disclosure may include a one-piece, monolithic, or unitary body, or may be formed from two or more pieces. The tibial tray may be made from standard metallic implant materials such as titanium, cobalt chromium, or other acceptable stainless steel. In other embodiments, the tibial tray of the present disclosure may be made from plastic or polymeric materials.
図6は、本開示の一実施形態による、膝関節置換術で使用するための方法600を示す図である。この例示された実施形態では、方法600は、患者のための脛骨の近位部分のカスタマイズされた切削計画を提供するように、及び対応するカスタマイズされた脛骨トレイを提供するように動作可能である。
FIG. 6 illustrates a
方法600は、例えば、610で、患者の脛骨の近位部分を表す第1のデータを取得するステップを含んでもよい。620で、患者の脛骨の患者固有の切削される近位部分の第2のデータが、第1のデータに基づいて決定される。患者の脛骨の切削される近位部分は、上面と、脛骨の下層皮質骨の内面の下側部分を露出させる1つ以上の空洞または開口部と、を有する。630で、第2のデータに基づいて、下面を有する患者固有の脛骨トレイが決定される。640で、患者の脛骨は、第2のデータに基づいて切削される。650で、脛骨トレイが第2のデータに基づいて形成され、660で、形成された脛骨トレイは、脛骨トレイの下側部分が1つ以上の空洞及び/又は開口部内に延びて脛骨の下層皮質骨の内面に接触するように、形成され切削された脛骨の近位部分上に固定される。
The
図7は、本開示の実施形態による、膝関節置換術で使用するための、例えば方法600(図6)を実施するためのシステム700のブロック図である。この例示されたシステム700では、例えば、患者の脛骨の切削された近位部分に動作可能に取り付けられたときの脛骨トレイの少なくとも一部は、患者の脛骨の近位部分の下層皮質骨の内面とインターフェイスして接触面積を増大させてもよい。システム700は、一般に、処理装置またはプロセッサ710、入力/出力装置720、およびメモリ730を含んでもよい。
FIG. 7 is a block diagram of a
例えば、患者の脛骨の近位部を表す第1のデータ(図6のブロック610)などの脛骨データ702は、システム700に入力されてもよい。脛骨データ702は、例えば、コンピュータ断層撮影(CT)スキャン、コンピュータ軸断層撮影(CAT)スキャン、磁気共鳴画像法(MRI)スキャン、又は他の適切な二次元画像化もしくは三次元画像化又は処理によって得られる三次元データを含んでもよい。このようなデータは、画像処理装置から直接提供されてもよいし、保存された医用画像データのデータベースから取得可能であってもよい。さらなる入力データは、脛骨トレイの所望の概略構成、所望の脛骨切削、及び/又は他の情報のような外科医入力704を含んでもよい。プロセッサ710は、例えば、WINDOWS、OSX、UNIX又はLinuxのオペレーティングシステムを動作させるコンピュータであってもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ710は、ポータブルまたは手持ち演算装置であってよい。他の実施形態では、プロセッサユニット710は、グローバル通信ネットワーク、例えばインターネットなどの1つ以上のネットワーク上でリンクされるか又は動作する、1つ以上の動作可能に接続された処理装置、演算装置、サーバであってもよい。
メモリ730は、入力データを処理するための様々なモジュールを含んでもよい。例えば、メモリ730は、脛骨切削生成器740、ロボット脛骨切削計画生成器750、及び脛骨トレイ生成器760を含んでもよい。
脛骨切削生成器740は、第1のデータに基づいて、患者の脛骨の患者固有の切削される近位部分を代表する第2のデータを決定するために動作可能であってよい(ブロック620、図6)。例えば、第2のデータは、第1のデータに基づいてもよく、第1のデータは、脛骨近位部の外形、顆間隆起の形状、外側顆、内側顆、それらの疾患部分または損傷部分、皮質骨部分の内面、海綿質骨部分、および他の特徴を含む。例えば、第2のデータは、「皮質骨の外面」(例えば、皮質骨領域の外面の位置)に対する「皮質骨」の位置(例えば、皮質骨領域の内面の位置)をサブボクセル(sub-voxel:例えば、体積画素データ)精度で特定してもよい。このような高い忠実度の骨モデルを用いて、患者の骨と高い互換性を持って生成され得る脛骨トレイを受けるための脛骨の提案された切削される近位部分の仮想表現を形成するために、適切なプログラミングが提供され得る。患者の脛骨の切削される近位部分は、上面、及び皮質骨の下面又は下層面を露出させる1つ又は複数の開口部又は空洞を含んでもよい。
The tibia cut
切削生成器740は、切削生成器742、空洞生成器744、及び最適化生成器746などの様々なモジュールを含んでもよい。切削生成器742は、例えば、外科医が切削面を指示することを可能にしてもよいし、そのような面は、例えば、外科医による入力によって提供されて、又は所定のデータに基づいて、もしくは所定のデータを利用して提供されて、自動的に生成されてもよい。例えば、切削面は、「Apparatus, Method and System for Providing Customizable Bone Implants」と題する米国特許出願番号16/153,334に開示されているように決定されてもよく、その主題全体は、参照により本明細書に組み込まれる。空洞生成器744は、位置、幅、長さ、深さなどの外科医からの初期入力を受け取ることを含んでもよく、あるいは、所定のデータに基づいてもよく、または、所定のデータを利用してもよい。最適化生成器746は、脛骨トレイの入力されたまたは生成された構成を受け取り、経験される可能性が高い力に基づいて、切削された脛骨に設置されたそのような脛骨トレイを仮想的に試験または比較することができる。寸法の自動的な変更は、患者固有の切削された脛骨および脛骨トレイの構成を最適化するために、以前に開発された構成と比較することを可能にし得る。いくつかの実施形態において、最適化生成器746は、壁の深さ、壁の厚み、及び脛骨トレイの周りに延びる壁の量及び位置を最適化して、海綿骨の除去必要量を減らし、それによって患者の脛骨の外傷を軽減することができる。いくつかの実施形態では、メモリ730内の適切なモジュールは、脛骨の結果的な患者固有の近位部分及び対応する脛骨トレイを仮想的に試験するため、又は脛骨の結果的な患者固有の近位部分及び対応する脛骨トレイを例示的な許容構成に対して比較するための適切なプログラミング又はアルゴリズムを有してもよい。そのような最適化技術は、以下に説明される。
ロボットによる脛骨切削計画生成器750は、第2のデータに基づいて患者の脛骨を形成するための外科用ロボット790または他の自動化装置を動作させるためのデータまたは命令を決定するように動作可能であってよい(ブロック640、図6)。いくつかの実施形態では、患者の脛骨の切削される近位部分の3Dモデルがロボットにアップロードされてもよく、外科用ロボットは、例えば切削して1つまたは複数の空洞または開口部を形成するために脛骨の近位部分を自立的に、または半自立的にサイズ変更するために、または下層皮質骨の内側の面または部分を露出するために脛骨切削計画を実行するように動作可能である。データ又は命令は、局所カメラ撮像機又はセンサからのデータなど、外科用ロボット790によって受信されたデータと組み合わされてもよい。好適な外科用ロボットは、ミシガン州Shelby TownshipのKUKA ROBOTICS Corporationによって製造されたLBR iiwa Kukaロボットであってもよく、1つまたは複数の骨鋸、やすり、鋸、ドリル、及び/又は他の装置で作動可能であってもよい。
The robotic tibia
脛骨トレイ生成器760は、例えば、第2のデータに基づく下面を有する患者固有の脛骨トレイの構成を決定するように動作可能であってもよい(ブロック630、図6)。例えば、脛骨トレイ生成器760は、脛骨の切削された近位部分に一致する又は対応する周縁及び下面を有する脛骨トレイの本体を決定してもよい。いくつかの実施形態では、脛骨トレイの3Dモデルは、脛骨トレイを生成するための3Dプリンタ795または当技術分野で既知の他の製造装置によって使用されてもよい。3Dプリンタまたは製造装置は、上述のように、一片の、モノリシックな、または一体型の本体として、または1つ以上のコンポーネントから形成され、チタン、コバルトクロム、または他の許容可能なステンレス鋼などの標準的な金属材料から形成された脛骨トレイを形成するように動作可能であってよい。代替的に、プロトタイプまたは金型を形成し、例えば、チタン、コバルトクロム、または他の許容可能なステンレス鋼などの標準的な金属材料から形成された脛骨トレイインプラントを鋳造または鍛造によって形成するために使用してもよい。
The
本開示の技術は、関節の生来の解剖学的構造をより密接に一致させ、それによって骨結合のための表面接触領域を増加させ、インプラントと骨のインターフェイス面に沿った剪断力を低減することによって、問題を解決することができる。骨結合(オーガニック固定)は、皮質接触から発生し得る。例えば、このシステムは、安定性を高め、陥没に抵抗するために、下層皮質骨幹端骨とインターフェイスする患者固有の壁、サポート、またはペグを導入することができる。脛骨トレイを形成し、容易に挿入できるように、骨幹端骨の輪郭(骨の骨幹部と骨端部が一緒になる移行部)をマッピングすることによって、脛骨トレイを形成することができる。 The techniques of the present disclosure more closely match the native anatomy of the joint, thereby increasing the surface contact area for osseointegration and reducing shear forces along the implant-bone interface. can solve the problem. Osteosynthesis (organic fixation) can arise from cortical contact. For example, the system can introduce patient-specific walls, supports, or pegs that interface with the underlying cortical metaphysis to enhance stability and resist subsidence. The tibial tray can be formed by mapping the contour of the metaphyseal bone (the transition where the diaphysis and epiphysis of the bone come together) to form the tibial tray and facilitate insertion.
力Fは、2つの直交成分に分解され、成分は座標軸に沿う。X軸およびY軸にそった単位ベクトルiおよびjは、下の式および図によって示される。 The force F is decomposed into two orthogonal components, the components along the coordinate axes. The unit vectors i and j along the X and Y axes are given by the equations and figures below.
脛骨切削生成器750におけるようなプログラミングコード又はアルゴリズムは、切削される脛骨の表面接触領域を著しく増加させ得る脛骨トレイの底部への非平面形状の導入を含んでもよい。一例として、平面内の円の表面積は、方程式(円の面積=πr2)によって特徴付けられる。半球で近似された半球の表面積は、(半球の表面積=2πr2)という式で特徴付けられる。したがって、半球形状の導入は、表面の接触領域を著しく増大させることができる。非限定的な例として、半球は、半径が等しい円の2倍の表面積を有する。脛骨の正常な近位部分の構成は、平坦な平面ではないが、解剖学的構造は凹凸形状によって特徴付けられ、脛骨の切削された近位部分を決定する際の脛骨切削生成器750は、表面が非平行であることに基づいてもよい。
Programming code or algorithms such as in
これらの凹凸表面特徴900の近似が図9に示されており、患者固有の膝は、これらの解剖学的表面特徴を概して近似するように脛骨切削生成器740(図7)のように設計されてもよい。注目すべきは、これらの表面構成は、キール及びピンを除く切削面に沿った最も低い部材と最も高い部材との間で測定される最小高さが約0.5mmを超え、キール及びピンを除く切削面に沿った最も低い部材と最も高い部材との間で測定される最大高さが約25mmを超えてはならないように幾何的に近似され得るという点である。内側顆及び外側顆並びに顆間隆起は、一般に、切削面に沿って局所的な最高点及び最低点又は最低点及び最高点の領域を近似してよいことが理解される。いくつかの実施形態では、脛骨切削生成器740(図7)におけるプログラミングコード又はアルゴリズムは、1つ又は複数の角度付き表面、及び結果として生じる剪断力に基づいて脛骨の切削される近位部分を決定してよい。例えば、インプラントと骨との接触面の任意の点における剪断力は、Fx=Fcos(θ)の式によって、およびその式に基づいて特徴付けられる場合があり、ここでθが増加すると剪断力が減少する。 An approximation of these uneven surface features 900 is shown in FIG. 9, where a patient-specific knee is designed like the tibial cut generator 740 (FIG. 7) to generally approximate these anatomical surface features. may Notably, these surface configurations have a minimum height measured between the lowest and highest members along the cutting surface, excluding keels and pins, greater than about 0.5 mm. The only difference is that it can be geometrically approximated such that the maximum height measured between the lowest and highest members along the cutting surface, except, should not exceed about 25 mm. It is understood that the medial and lateral condyles and the intercondylar eminence may generally approximate regions of local peaks and valleys or valleys and peaks along the cutting surface. In some embodiments, programming code or algorithms in the tibia cut generator 740 (FIG. 7) determines the cut proximal portion of the tibia based on one or more angled surfaces and resulting shear forces. You can decide. For example, the shear force at any point of the implant-bone interface may be characterized by and based on the equation Fx=Fcos(θ), where increasing θ increases the shear force Decrease.
図10は、支持ピンと皮質骨幹端骨の2つの骨-インプラントインターフェイスを示し、これらは、表面の接触領域が合理的に最大化されるように平坦であっても湾曲していてもよい。このような解析は、最適化生成器746(図7)において採用されてもよい。 FIG. 10 shows two bone-implant interfaces, a support pin and a cortical metaphyseal bone, which may be flat or curved so that the surface contact area is reasonably maximized. Such analysis may be employed in optimization generator 746 (FIG. 7).
他の実施形態では、自動セグメンテーション及びインプラント生成アルゴリズムが、アルゴリズムによって生成された適合する患者固有の脛骨トレイとの係合のために設計されている脛骨近位表面に、予め計画された半楕円形の不規則形状及び空洞を導入するために手術ロボットと共に利用されてもよい。例えば、脛骨の術前解剖は、ロボット手術計画及び対応する患者固有のインプラントを出力するように設計されているセグメンテーション及びインプラント生成アルゴリズムによって特徴付けられる。アルゴリズム出力は、生来の解剖学的構造(脛骨近位面の幾何学的近似、具体的には内側および外側顆、顆間隆起、内側および外側湾曲プラトー)の術前湾曲を緩く再構成するように設計されてもよいし、可変長のペグ用空洞を導入し、下層骨に対して高い適合性を有するように設計されてもよい。アルゴリズムは、適合性の高いインプラントを 挿入できるように、骨幹端骨の輪郭をマッピングすることができる。外科用ロボットは、組織切削ツール(バリ、矢状鋸、ドリルなど)を使用してこれらの表面形状を準備し、インプラントを3Dプリント、鍛造、または鋳造することができる。 In another embodiment, the automatic segmentation and implant generation algorithm creates a pre-planned semi-elliptical shape on the proximal tibial surface designed for engagement with the matching patient-specific tibial tray generated by the algorithm. It may be utilized with a surgical robot to introduce irregular shapes and cavities in the body. For example, the preoperative anatomy of the tibia is characterized by segmentation and implant generation algorithms designed to output a robotic surgical plan and corresponding patient-specific implants. The algorithm output is designed to loosely reconstruct the preoperative curvature of the native anatomy (the geometric approximation of the proximal tibia, specifically the medial and lateral condyles, the intercondylar eminence, the medial and lateral curvature plateaus). or may incorporate peg cavities of variable length and be designed to be highly conformable to the underlying bone. Algorithms can map the contours of the metaphyseal bone so that a well-fitting implant can be inserted. Surgical robots can use tissue-cutting tools (burrs, sagittal saws, drills, etc.) to prepare these surfaces and 3D print, forge, or cast the implants.
脛骨トレイは、外科医の裁量および入力で、またはシステム700によって整列されてもよい。本開示の全膝関節形成術(TKA)は、従来のTKAと同様に脛骨の解剖学的軸に直角に配置される脛骨コンポーネントと整列されてもよい。例えば、解剖学的軸は、何らかの異常な変形がない限り、機械的軸と共線的であってもよい。あるいは、脛骨関節面の本来の矢状面と冠状面の向きを再現する(例えば、関節炎が発症する前の状態に関節面を戻す)ことを目的とした、いわゆる運動学的または解剖学的手法が採用される場合もある。脛骨の本来の整列にはばらつきがある。冠状動脈の整列は通常、平均3度、矢状整列(後方傾斜)は平均7度ほどであるが、0~15度以上と幅が広い。脛骨切削生成器のアルゴリズムは、いずれのテクニックも適用できる可能性がある。
The tibial tray may be aligned at the surgeon's discretion and input, or by
図8は、本開示の実施形態による、膝関節置換術で使用するための、例えば方法600(図6)を実施するためのシステム800のブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram of a
図11は、膝関節置換術のために患者の脛骨を切削するためのロボットによる方法1200のブロック図である。方法1200は、例えば、1210において、プロセッサを介して、患者の脛骨の近位部を表す第1のデータを取得するステップを含む。本方法は、1220において、プロセッサを介して、第1のデータに基づいて、および脛骨の皮質骨の内面の位置に基づいて、患者の脛骨の患者固有の切削される近位部分の第2のデータを決定することを更に含んでもよい。本方法はまた、1230において、プロセッサを介して、脛骨の患者固有の切削される近位部分の第2のデータに基づいて患者の脛骨を形成することを含み得て、患者の脛骨の切削される近位部分は、脛骨の皮質骨の内面の下側部分を露出する1つ又は複数の空洞及び/又は開口部を有している。
FIG. 11 is a block diagram of a
図12~図14は、本開示の一実施形態による脛骨トレイ1320を示す図である。この例示された実施形態では、患者の脛骨の切削された近位部分に動作可能に取り付けられたときの脛骨トレイ1320の少なくとも一部は、脛骨の近位部分の皮質骨の内面の側部とインターフェイスして接触面積を増加させる。例えば、脛骨トレイ1320は、脛骨トレイ20(図1)と同様に構成されてもよい。本実施形態では、脛骨トレイ1320は、キールを含まない。
12-14 illustrate a
図15~図19は、本開示の一実施形態による脛骨トレイ1420を示す図である。例えば、脛骨トレイ1420は、脛骨トレイ1320(図12~図14)と同様に構成され、キール1421(図17~図20)が追加されている。図20及び図21は、患者の脛骨1410の切削された近位部分上に配置された脛骨トレイ1420を例示している。
15-19 illustrate a
図22及び図23は、本開示の一実施形態による脛骨トレイ1520を示す。この例示された実施形態では、患者の脛骨の切削された近位部分に動作可能に取り付けられたときの脛骨トレイ1520の少なくとも一部は、脛骨の近位部分の皮質骨の内側表面とインターフェイスして接触面積を増加させることになる。例えば、脛骨トレイ1520は、脛骨トレイ20(図1)及び脛骨トレイ420(図4)の組み合わせと同様に構成され得る。この実施形態では、脛骨トレイ1520は、周壁及び非平面的な中央部分を有する脛骨係合部を含んでもよい。中央部分は、脛骨の切削された近位部分の曲面形状及び支持空洞とインターフェイスするように設計されてもよい。例えば、脛骨トレイの中央部分は、外側顆付近の凸状最低点、顆間隆起部付近の凹状最高点、及び内側顆付近の凸状最低点を含んでもよい。図23に示すように、凸面の外縁は、楕円形又は概ね卵形の構成を有していてもよい。
22 and 23 show a
図24は、本開示の一実施形態による脛骨トレイ1620を示す。この例示された実施形態では、患者の脛骨1610の切削された近位部分に動作可能に取り付けられたときの脛骨トレイ1620の少なくとも一部は、脛骨の近位部分の皮質骨の内側表面とインターフェイスして接触面積を増加させる。例えば、脛骨トレイ1620は、皮質骨の内面部分の間に受けられるように構成されてもよい。本実施形態において、患者の脛骨の切削された部分は、平面P1に沿っていてもよい。脛骨トレイ1620の脛骨係合部の下伸周辺部分1650を受け入れるために、患者の脛骨に空洞が設けられてもよい。この実施形態では、脛骨トレイは、患者の脛骨の皮質骨の切削された上縁の上に載らず、代わりに、患者の脛骨の皮質骨の切削された上縁の上方に延在している。
FIG. 24 shows a
図25は、本開示の一実施形態による脛骨トレイ1720を図示する。この例示された実施形態では、患者の脛骨1710の切削された近位部分に動作可能に取り付けられたときの脛骨トレイ1720の少なくとも一部は、脛骨の近位部分の皮質骨の内面の側部とインターフェイスして接触面積を増加させる。例えば、脛骨トレイ1620は、皮質骨の内面部分の間に受容されるように構成されてもよい。本実施形態において、患者の脛骨の切削された部分は、平面P1に沿っていてもよい。平面P2に沿って配置された下側表面を有する初期空洞が形成されてもよく、空洞は、脛骨トレイ1720の脛骨係合部の下伸周辺部分1750を受け入れるために患者の脛骨に設けられてもよい。この実施形態では、脛骨トレイは、患者の脛骨の皮質骨の切削された上縁の上に載らず、代わりに、患者の脛骨の皮質骨の切削された上縁の上面と概ね同じ高さに延在している。
FIG. 25 illustrates a
図26~29を参照すると、そこには、膝関節全置換術において使用するために、脛骨トレイの部分が下層皮質骨の内面から間隔をあけて配置され、近接して隣接する脛骨の切削された近位部分に取り付けられる脛骨トレイの例示的な実施形態が図示されている。 Referring to FIGS. 26-29, there is shown a portion of a tibial tray spaced from the inner surface of the underlying cortical bone and cut into the proximally adjacent tibia for use in total knee arthroplasty. An exemplary embodiment of a tibial tray attached to the proximal portion of the tibial tray is illustrated.
いくつかの実施形態では、例えば、患者固有の脛骨トレイ設計は、皮質骨に隣接する周辺海綿骨と、より密接にインターフェイスする、高い下側周辺表面接触と下側表面形状の組み合わせによって、無菌性の弛み及び陥没を緩和し得る。本開示は、膝インプラントの失敗の主要な原因、すなわち、脛骨コンポーネントの無菌性の弛みおよび陥没を解決及び/又は克服し得る。 In some embodiments, for example, the patient-specific tibial tray design enhances sterility through a combination of high inferior peripheral surface contact and inferior surface geometry that more closely interfaces with the surrounding cancellous bone adjacent to the cortical bone. slackness and depression. The present disclosure may resolve and/or overcome a major cause of knee implant failure: sterile loosening and subsidence of the tibial component.
いくつかの実施形態において、本開示は、脛骨の三次元モデルを生成する方法と、下層脛骨皮質骨の周縁から間隔を空けて設計された1つ又は複数の周辺下伸部を有するカスタム脛骨トレイを挿入できるように、切削計画に従ってロボット又はロボット掘削機を用いて脛骨の一部を掘るための切削計画の生成に向けたものである。 In some embodiments, the present disclosure provides a method of generating a three-dimensional model of a tibia and a custom tibial tray having one or more peripheral inferior extensions designed to be spaced from the periphery of the underlying tibial cortical bone. It is directed to the generation of a resection plan for excavating a portion of the tibia using a robot or robotic excavator according to the resection plan so that a .
いくつかの実施形態において、本開示の技術は、下層脛骨皮質骨の周辺部から間隔をあけて設計された1つ以上の周辺下伸部を採用することによって、脛骨の切削される近位部分に対する脛骨トレイの安定性を高めることに向けられている。より高いレベルの安定性を達成するように設計された改良型インプラントを決定するために、脛骨の近位部分の仮想モデルを使用することができる。プロセッサが採用され、脛骨とインプラントとの間の接触量が、例えば、従来の脛骨トレイと比較して10%以上の接触量によって増加するように、脛骨近位部を切削して脛骨から海綿骨を掘削するための掘削プロトコルを生成するように構成されてもよい。 In some embodiments, the techniques of the present disclosure reduce the resected proximal portion of the tibia by employing one or more peripheral inferior extensions designed to be spaced apart from the periphery of the underlying tibial cortical bone. It is directed to increasing the stability of the tibial tray against the A virtual model of the proximal portion of the tibia can be used to determine improved implants designed to achieve higher levels of stability. A processor is employed to cut the proximal tibia to remove cancellous bone from the tibia such that the amount of contact between the tibia and the implant is increased by, for example, 10% or more compared to conventional tibial trays. may be configured to generate a drilling protocol for drilling the
図26は、本開示の実施形態による、膝関節全置換術のための脛骨2010の切削された近位部分に装着される脛骨トレイ2020を示す。この例示された実施形態では、脛骨2010の切削された近位部分に動作可能に取り付けられたときの脛骨トレイ2020の少なくとも一部は、脛骨2010の近位部分の下層脛骨皮質骨2012の周縁からオフセットされて、または間隔を置いて配置されるように設計された海綿骨2011上に延びる周辺下伸部を含む。
FIG. 26 shows a
例えば、図27に示すように、脛骨トレイ2020は、上部2024及び下側脛骨係合部2026を有する本体2022を含んでもよい。上部2024は、プラスチックベアリングスペーサ(図示せず)を支持するための概ね平面状の上側表面2025(図26に最もよく示されている)を含んでもよい。いくつかの実施形態では、平面状の上側表面2025は、プラスチックベアリングスペーサをスナップフィット接続を介して取り付け、拘束するための、周辺上方延在リップ2027(図26)を含む。
For example, as shown in FIG. 27, a
図27の参照を続けると、脛骨係合部2026は、中央脛骨係合部2030、及び第1の周辺脛骨係合部2040を含んでもよい。この実施形態では、中央脛骨係合部2030は、患者の脛骨の切削された近位部分の中央海綿骨表面と接触可能な起伏のある面を含んでもよい。例えば、中央脛骨係合部は、同様に上述したように、患者の脛骨の切削された近位部分の中央海綿骨表面と接触可能な1つ以上の凹面、凸面、又は平面状の表面を含んでもよい。
With continued reference to FIG. 27, the
周辺脛骨係合部2040は、少なくとも1つの下伸壁を含んでもよく、第1の下伸壁2050と、間隔を空けて設けられた第2の下伸壁2051を含んでもよい。第1の下伸壁2050は、内壁面2052及び外壁面2054を含んでもよい。例えば、壁2052及び2054は、互いに向かい合うU字形の壁であってもよい。第2の下伸壁2051は、内壁面2053及び外壁面2055を含んでもよい。壁2050及び2051は、壁2050の鏡像であってもよく、一定の厚み、異なる厚み、変化する厚み、又は他の適切な厚みを有していてもよい。内壁面2052及び2053は、上面2025に対して直角又は90度で、又は任意の適切な角度又は複数の角度で配置されてもよい。外壁面2054及び2055は、上面2025に対して直角又は90度の位置に配置されてもよい。他の実施形態では、外壁面は、皮質骨2012(図26)の内面2013(図26)と平行で、そこから間隔をあけて配置されるなど、上面に対して角度がつけられていてもよい。
The peripheral
図28は、本開示の実施形態による、膝関節全置換術のための患者の図26の脛骨2010の切削された近位部分の上面図である。この例示された実施形態では、脛骨2010の切削された近位部分は、中央海綿骨表面2015を有する海綿骨2011と、皮質骨端面2018を有する皮質骨2012とを含んでもよい。海綿骨2011は、脛骨近位部2010の内側面などの一側面に沿って配置された第1のU字形の空洞2115と、脛骨近位部2010の外側面などの反対側面に沿って配置された第2のU字形の空洞2117とを含んでもよい。第1のU字形の空洞2115は、内面2125及び外面2126を含んでもよい。第2のU字形の空洞2117は、内面2127及び外面2128を含んでもよい。空洞2115及び2117は、脛骨2010の近位部分の皮質骨2012の内面2013に隣接する脛骨2010の海綿骨2011(例えば、小柱骨、海綿質骨、又は多孔質骨)内に延在してもよい。壁2050及び2051(図27)は、脛骨2010の切削された近位部分に形成された空洞2115及び2017内に受容され得る。例えば、空洞2115及び2017は、脛骨トレイ2020が切削された近位脛骨2010上に配置されたときに壁2050及び2051(図27)に対応して受けるようにサイズ設定及び構成され得る。
FIG. 28 is a top view of a resected proximal portion of a patient's
第1の壁2050の内壁面2052は、第1のU字形の空洞2115の内面2125に隣接して又はこれに当接して配置されてもよく、第1の壁2050の外壁面2054は、第1のU字形の空洞2115の外面2126に隣接又はこれに当接して配置されてもよく、第2の壁2051の内壁面2053は、第2のU字形の空洞2117の内面2127に隣接して、又はこれに当接して配置されてもよく、第2の壁2051の外壁面2055は、第2のU字形の空洞2117の外面2128に隣接して、又はこれに当接して配置されてもよい。
The
再び図26を参照すると、壁2050の深さD5は、例えば、約0.5ミリメートル(mm)~約75mm、約1mm~約50mm、約2mm~約40mm、約4mm~約20mm、0.5mm以上、約1mm以上、約2mm以上、約3mm以上、約5mm以上、約7mm以上、または他の適切な深さに及んでもよい。壁2050の幅W5は、例えば、約5mm~約6mmであってよく、望ましくは、約0.5mmを超え、約50mm以下である。壁2050の外面2054の下部は、皮質骨2012の内面2013から、例えば、約0.5mm、約1mm、約2mm、0.05mmと約10mmの間、約0.5mmと約5mmの間、約1mmと約2mmの間、又は他の適切な距離の距離L5だけ離間していてもよい。
Referring again to FIG. 26, the depth D5 of
図27を再び参照すると、いくつかの実施形態では、下伸壁2050及び2051は、例えば、本体2022の周縁の少なくとも25パーセントに沿って、本体2022の周縁の少なくとも50パーセントに沿って、本体2022の周縁全体に沿って、又は本体2022の周縁に沿った別の適切な量に沿って延びてもよい。いくつかの実施形態では、脛骨トレイ2020の周辺縁部2029は、上側切削皮質骨2018(図28)上に延びる下面2028を含んでもよい。いくつかの実施形態では、脛骨トレイ2020は、キール(図27に図示せず)を備えてもよい。脛骨近位部の切削及び海綿骨のアクセス空洞、並びに対応する脛骨トレイは、外科医によって手動でサイズ決定及び形成されてもよく、又は上述のように、ロボットによって自動的に準備されてもよい。
Referring again to FIG. 27, in some embodiments,
図29は、本開示の一実施形態による、膝関節全置換術のための脛骨3010の切削された近位部分に装着された脛骨トレイ3020を図示する。この図示された実施形態では、脛骨トレイ3020の少なくとも一部は、脛骨3010の切削された近位部分に動作可能に取り付けられたとき、海綿骨3011上に延びる周辺下伸部を含む。周辺下伸部は、脛骨3010の近位部分の下層脛骨皮質骨3012の周縁に対してオフセットして平行になるように間隔を空けて設計されている。
FIG. 29 illustrates a
例えば、図30に示すように、脛骨トレイ3020は、上部3024及び下側脛骨係合部3026を有する本体3022を含んでもよい。上部3024は、プラスチックベアリングスペーサ(図示せず)を支持するための概ね平面状の上側表面3025(図29に最もよく示されている)を含んでもよい。いくつかの実施形態では、平面状の上面3025は、プラスチックベアリングスペーサを典型的なスナップフィット接続を介して取り付け、拘束するための、周辺上方延在リップ3027(図29)を含む。
For example, as shown in FIG. 30, a
脛骨係合部3026は、中央脛骨係合部3030及び周辺脛骨係合部3040を含んでもよい。本実施形態では、中央脛骨係合部3030は、患者の脛骨の切削された近位部分の中央海綿骨表面と接触可能な起伏のある面を含んでもよい。例えば、中央脛骨係合部は、同様に上述したように、患者の脛骨の切削された近位部分の中央海綿骨表面と接触可能な1つ又は複数の凹面、凸面、又は平坦な表面を含んでもよい。
The
周辺脛骨係合部3040は、異なる深さに配置された部分を有する少なくとも1つの下伸壁を含んでもよい。周辺脛骨係合部3040は、例えば、第1の下伸壁3050と、間隔を空けて配置された第2の下伸壁3051とを含んでもよい。周辺脛骨係合部3040は、連結下伸壁3070、第1の内方伸長壁3080、および第2の内方伸長壁3090を更に含んでもよい。連結下伸壁3080は、第1の下伸壁3050と、間隔を空けて配置された第2の下伸壁3051との間に延在してもよい。第1の内方伸長壁3080及び第2の内方伸長壁3090のそれぞれ内向きの端部3081及び3091は、脛骨トレイ3020の後方側に沿って配置された隙間Gを画定してもよい。隙間Gは、脛骨近位部の後側で腱及び靭帯を犠牲にする必要性を抑制し得る。
The peripheral
第1の下伸壁3050は、内壁面3052及び外壁面3054を含んでもよい。第2の下伸壁3051は、内壁面3053及び外壁面3055を含んでもよい。壁3050及び3051は、最下端で丸みを帯びた概ね一定の厚みを有していてもよい。
The first downward extending
内壁面3052及び3053は、上面3025に対して直角又は90度で、又は任意の適切な角度又は複数の角度で配置されてもよい。外壁面3054及び3055は、外壁面3054及び3055と皮質骨3012の隣接する内面3013(図29)との間に概ね一定の空間S(図29)を提供するようにサイズ設定及び構成されてもよい。
再び図29を参照して、壁の外側表面は、皮質骨の内側表面3031から、例えば、約0.5mm、約1mm、約2mm、0.05mmと約10mmの間、約0.5mmと約5mmの間、約1mmと約2mmの間、又は他の適切な距離などの距離L6だけ間隔を置いてもよい。 Referring again to FIG. 29, the outer surface of the wall may be spaced from the inner surface 3031 of the cortical bone, e.g. They may be spaced apart by a distance L6, such as between 5 mm, between about 1 mm and about 2 mm, or any other suitable distance.
再び図30を参照して、壁3050及び3051の深さD6は、例えば、約0.5mm~約75mm、約1mm~約50mm、約2mm~約40mm、約4mm~約20mm、約0.5mm以上、約1mm以上、約2mm以上、約3mm以上、約5mm以上、約7mm以上又は他の適切な深さを超えて延在してもよい。連結壁3070及び内側に延びる壁3080、3090の深さD7は、例えば、約0.5mm~約75mm、約1mm~約50mm、約2mm~約40mm、約4mm~約20mm、約1mm以上、約2mm以上、約3mm以上、約5mm以上、約7mm以上、又は、他の適切な深さまで延びることができる。いくつかの実施形態では、連結壁3070及び内側に延びる壁3080、3090の深さD7は、例えば、深さD6の約20%、約25%、約30%、又は他の適切な割合であってもよい。壁3050及び3051の幅W6は、例えば、約5mm~約6mmであってよく、望ましくは約0.5mmより大きく、約50mm以下である。壁3070、3080、及び3090の幅W7は、例えば、約5mm~約6mmであってよく、望ましくは約0.5mmより大きく、約50mmより小さい。いくつかの実施形態では、幅W7は、例えば、幅W6と比較して半分の幅であるなど、幅W6未満であってもよい。
Referring again to FIG. 30, the depth D6 of
再び図29を参照すると、脛骨近位部3010の切削および脛骨近位部の海綿骨内のアクセス空洞、ならびに対応する脛骨トレイ3020は、外科医によって手動でサイズ決めおよび形成されてもよく、または上述のように、ロボットによって自動的に準備されてもよい。
Referring again to FIG. 29, the cutting of the
図31及び図32は、膝関節全置換術のための患者の脛骨4010(図32)の切削された近位部分に装着され得る、本開示の一実施形態による脛骨トレイ4020(図31)を示している。この図示された実施形態では、脛骨トレイ4020の少なくとも一部は、患者の脛骨4010(図32)の切削された近位部分に動作可能に取り付けられたとき、切削された脛骨近位部分の皮質壁に近接して海綿骨4011(図32)上に延びる周辺下伸部を含む。周辺下伸部は、患者の脛骨近位部の下層脛骨皮質骨の周縁に対してオフセットしている、及び/又は平行であるように間隔を空けて設計されてもよい。
31 and 32 show a tibial tray 4020 (FIG. 31) according to one embodiment of the present disclosure that can be attached to a resected proximal portion of a patient's tibia 4010 (FIG. 32) for total knee replacement surgery. showing. In this illustrated embodiment, at least a portion of the
図31に示されるように、脛骨トレイ4020は、非対称の凸面4030及び4031と、内側及び外側区画にわたる力の分配を高めるために脛骨トレイ4020の下面から延びる非対称の周辺下伸部4052及び4053とを有してよく、更に脛骨トレイ4020の全周縁の一部、ほぼ全部、又は全部を取り巻くように延びる縁4018を含んでいてよい。脛骨トレイの一部が非対称であることに加えて、周辺下伸部4052は、より厚く、より垂直に整列している周辺下伸部4053よりも角度があり、より薄くなっていてもよい。
As shown in FIG. 31, the
様々な実施形態において、望ましくは、空洞及び壁は、外側の皮質骨に侵入しない。他の実施形態では、その下側部分などの空洞又は壁の一部は、皮質骨に接触するか又は中に伸びてもよい。 In various embodiments, the cavities and walls desirably do not penetrate the outer cortical bone. In other embodiments, a portion of the cavity or wall, such as its lower portion, may contact or extend into cortical bone.
図33は、本開示の一実施形態による、膝関節全置換術で使用するための方法6000を示す図である。この例示された実施形態では、方法5000は、患者のための脛骨の近位部分のカスタマイズされた切削計画を提供すること、及び対応するカスタマイズされた脛骨トレイを提供することにおいて動作可能である。方法5000は、例えば、5100において、患者の脛骨の近位部を表す第1のデータを取得するステップを含み得る。5200で、患者の脛骨の患者固有の切削される近位部分の第2のデータが、第1のデータに基づいて決定される。患者の脛骨の切削される近位部分は、上面と、患者の脛骨の海綿骨の周辺の下層部分を露出させる海綿骨内の少なくとも1つの空洞とを有する。5300にて、第2のデータに基づいて、下面を有する患者固有の脛骨トレイが決定される。5400にて、患者の脛骨は、第2のデータに基づいて切削される。5500において、脛骨トレイが第2のデータに基づいて形成され、5600において、形成された脛骨トレイは、脛骨トレイの周辺下側部分が少なくとも1つの空洞内に延び、患者の脛骨の下層皮質骨から離間するように脛骨の切削された近位部分上に固定される。
FIG. 33 illustrates a
図34は、膝関節全置換術のために患者の脛骨を切削するためのロボットによる方法6000のブロック図である。方法6000は、例えば、6100において、プロセッサを介して、中央海綿骨及び周辺皮質骨を有する患者の脛骨の近位部分を表す第1のデータを取得するステップを含む。本方法は、6200において、プロセッサを介して、中央海綿骨表面、周辺皮質骨表面、及び皮質骨から間隔を空けて海綿骨表面に形成され、患者の脛骨の海綿骨の周辺の下層部分を露出する少なくとも1つの空洞を有する患者の脛骨の患者固有の切削近位部分を表す第2のデータを、第1のデータに基づいて決定するステップを更に含んでもよい。この方法はまた、6300において、プロセッサを介して、患者固有の切削される脛骨近位部を表す第2のデータに基づいて患者の脛骨を形成するステップを含み、患者の脛骨の切削される近位部は、中央海綿骨表面、周辺皮質骨表面、および患者の脛骨の下層皮質骨の内面から間隔をあけて海綿骨の周辺の下層部分を露出する少なくとも1つの空洞を有する。
FIG. 34 is a block diagram of a
さらなる実施形態において、患者に適合された又はカスタマイズされた脛骨トレイは、例えば、脛骨トレイの周縁部又はその近くに配置される下伸ペグ、フランジ、フィンなどを含んでもよく、これは、設置時に、患者の脛骨の切削した近位部分の下層皮質骨の内面から間隔をおいて近接して海綿骨の1つ又は複数の空洞又は穴に受け止められる。脛骨トレイの代替実施形態は、例えば、内側および外側区画にわたる力の分散を向上させるためにトレイの下面から延びる非対称の凸要素、および切削された皮質骨の周辺上面のすべて、ほぼ全体、または一部の周りに延びるリムを備えてもよい。 In further embodiments, the patient-adapted or customized tibial tray may include, for example, inferior extension pegs, flanges, fins, etc., positioned at or near the periphery of the tibial tray, which during installation , is received in one or more cavities or holes in cancellous bone in close proximity to and spaced from the inner surface of the underlying cortical bone of the resected proximal portion of the patient's tibia. Alternate embodiments of the tibial tray include, for example, an asymmetrical convex element extending from the lower surface of the tray to improve force distribution across the medial and lateral compartments, and all, substantially all, or a portion of the top peripheral surface of the resected cortical bone. A rim may be provided extending around the portion.
本開示はまた、図7のシステム700及び図8のシステム800を用いて実施され、移植後の脛骨トレイの安定化の増加又は最大化をもたらし得る、図26~30に関連して示し説明したカスタム脛骨トレイの挿入を可能にする空洞を作成するために切削計画に従ってロボット又はロボット掘削機を使用して膝関節全置換術のために脛骨近位部の一部を掘削するための三次元切削計画を生成する方法及びシステムに向けられている。ロボットは、解剖学的構造をナビゲートするために光学追跡のための画像またはカメラを採用してもよく、カスタム空洞を積極的に作成してもよく、例えば、切削を実行するために触覚フィードバックまたは外科医に頼る必要はない場合がある。
The present disclosure may also be implemented using
図35は、本開示の一実施形態による、膝関節全置換術のための患者の脛骨7000の近位部分を示している。外側部分及び/又は内側部分は、脛骨7000の最上部に向かって内向きに延びる皮質骨7012の部分を含んでもよい。例えば、図35に示すように、脛骨7000の皮質骨7012の近位外側部分7015は、脛骨7000の最上部に向かって内側に延びてよく、その結果、皮質骨7012の内側表面7016が内側凹面を有する。
FIG. 35 illustrates a proximal portion of a patient's
上述のように、膝関節全置換術において使用するための本開示による脛骨トレイは、外壁面及び内壁面を有する1つ又は複数の下伸壁を含んでもよい。外壁面は、下層皮質骨の内面に対応し、接触するように構成されてもよいし、皮質骨の下層内面から間隔をあけて、近接して隣接するように配置されてもよい。切削面RP1の下方に内側凹面7016を有する外側皮質骨の位置に対応する下伸壁を有する脛骨トレイは、1つ以上の下伸壁が、1つまたは複数の下伸壁を受け入れるための1つまたは複数の空洞を有する切削された脛骨近位部に挿入可能ではない結果となり得ることは理解されよう。
As noted above, tibial trays according to the present disclosure for use in total knee arthroplasty may include one or more inferior extensor walls having an outer wall surface and an inner wall surface. The outer wall surface may correspond to and be configured to contact the inner surface of the underlying cortical bone, or may be spaced apart from and adjacent to the underlying inner surface of the cortical bone. A tibial tray having an inferior extensor wall corresponding to the location of the lateral cortical bone with a medial
図35に示すように、平坦な切削面は、脛骨7000の解剖学的軸Aに直角に配置される切削面RP1であってよい。図36を参照すると、脛骨トレイ8000が皮質骨7012(図35)の内面に近接して挿入可能であるためには、脛骨トレイ8000の底面8003と1つ又は複数の下伸壁8050の外面8054との角αが90度に等しいまたはそれ以上である必要があり、この底面8003は平坦な切削面RP1上に載っている。脛骨トレイ8000が挿入可能であるためには、脛骨トレイ8000の底面8003と1つ以上の下伸壁8050の内面8052との間の角度βは、90度に等しいかそれ以上である必要がある。
As shown in FIG. 35, the planar cutting surface may be a cutting surface RP1 arranged perpendicular to the anatomical axis A of the
図37を参照すると、例えばシステム700(図7)又はシステム800(図8)を使用した脛骨トレイの設計及び/又は製作において、方法は、脛骨の切削された近位部分に1つ以上の下伸壁8550を有する脛骨トレイ8500を挿入する能力を維持するアルゴリズム又はプログラミングコードを含んでもよい。脛骨トレイインプラントを挿入する能力を維持するために、脛骨トレイ8500の1つ以上の下伸壁8550の外面の設計に1つ以上の制約が課されることがある。例えば、切削面の下層皮質骨が内側凹面を画定する脛骨トレイ8500の1つまたは複数の下伸壁8550の設計及び/又は製作において(例えば。図35の内側凹面7016)、切削面RP1(図35)に沿った皮質骨7012の上縁7400(図35)は、下伸壁8550の結果として生じる外面8554が垂直であるか又は内向きに延びるように制約を画定し得る。いくつかの実施形態では、脛骨7000の解剖学的軸A(または他の任意の軸または垂直基準)に対して、下伸壁の外面と解剖学的軸Aとの間の水平距離d1及びd2は、下伸壁の外面の近位部分から下伸壁の外面の遠位部分まで減少してもよい。
Referring to FIG. 37, in designing and/or fabricating a tibial tray using, for example, system 700 (FIG. 7) or system 800 (FIG. 8), the method includes placing one or more lower jaws on the resected proximal portion of the tibia. An algorithm or programming code may be included that maintains the ability to insert the
図38に示すように、脛骨トレイ8700は、下層の起伏のある皮質骨の内面に基づき、下伸壁8750の外面に制約を設けて設計及び/又は製作され得る。例えば、下伸壁8750の外面部分8757は、下層皮質骨の内面の起伏形状に対応するように構成されてもよい。下伸壁8750の外面部分8759は、切削面RP1(図35)に沿って皮質骨7012(図35)の上縁7400(図35)によって拘束されてよく、結果として、外面部分8759は脛骨トレイの底面に対して直角な外側直角壁面または湾曲外壁表面を有することになる。
As shown in FIG. 38, the
いくつかの実施形態では、例えば、臨床的な理由から、切削面は平坦ではなく、代わりに角度をつけて配置される必要がある場合がある。インプラントが平坦な切削面を想定して設計されているにもかかわらず、角度のある切削面に挿入された場合、臨床的な問題が生じる可能性がある。例えば、下方に伸びる壁が皮質壁の内面に正確に対応しない、及び/又は皮質骨に接触、及び/又は侵入する可能性さえある。 In some embodiments, for example for clinical reasons, the cutting surface may need to be arranged at an angle instead of being flat. Clinical problems can arise if the implant is designed for a flat cutting surface but is inserted into an angled cutting surface. For example, the downwardly extending wall may not correspond exactly to the inner surface of the cortical wall and/or may even contact and/or penetrate cortical bone.
図39を参照すると、いくつかの実施形態では、怪我または疾患などの臨床的理由によって、切削面RP2が、システム700(図7)またはシステム800(図8)を使用して、角度を付けて設計及び/又は製作されることが必要とされ得て、例えば、切削面RP2は、脛骨の解剖学的軸Aに非直角に配置された切削面であってもよい。このアプローチを補償するために、脛骨トレイ9000の設計プロセスは、脛骨の解剖学的軸Aに対する切削面の角度を考慮してもよく、この角度は、アルゴリズムまたはプログラムコードによって、及び/又は外科医によって術前に決定されてもよい。角度のある切削面の場合、上述の挿入についての計算が採用されてもよいが、切削面RP2と脛骨の解剖学的軸Aに直角な水平面HPとの間の角度θを考慮するように修正されてもよい。例えば、角度θが、角度αと角度βとに加算されてもよい。
39, in some embodiments, for clinical reasons such as injury or disease, the cutting surface RP2 is angled using system 700 (FIG. 7) or system 800 (FIG. 8). For example, the cutting surface RP2 may be a cutting surface arranged non-perpendicular to the anatomical axis A of the tibia, which may need to be designed and/or manufactured. To compensate for this approach, the
図40は、本開示の一実施形態による、膝関節部分置換術のために脛骨10010の部分切削された近位部分に装着された脛骨トレイ10020を示す図である。図示されているように、このような部分的単顆膝関節置換術(PUKR)は、膝の自然なベアリング面の少なくとも1つをそのまま残し、損傷した脛骨の近位部分の一部のみを置き換える。例えば、脛骨トレイ10020は、脛骨の近位部分の内側部分または脛骨の近位部分の外側部分のいずれかを置換してもよい。この例示された実施形態では、脛骨10010の切削された近位部分に動作可能に取り付けられたときの脛骨トレイ10020の少なくとも一部は、脛骨10010の近位部分の皮質骨100012の内側表面または側部とインターフェイスして接触を増やし、または近接して間隔を空けてもよい。
FIG. 40 illustrates a
例えば、図41及び図42に示すように、脛骨トレイ10020は、上部10024(図41)及び下側脛骨係合部10026を有する本体10022を含んでもよい。本体10022は、脛骨の切削された表面に沿った皮質骨の外表面の一部に対応する周辺縁部10023と、脛骨の切削された表面の中央を横切っている周辺縁部10024とを含んでもよい。周辺縁部10024は、脛骨の軸A(図40)を横切って配置されてもよいし、脛骨の軸A(図40)から間隔を空けて配置されてもよい。
For example, as shown in FIGS. 41 and 42, the
上部10024は、プラスチックベアリングスペーサ(図示せず)を支持するための概ね平面状の上側表面10025(図41)を含んでもよい。いくつかの実施形態では、平面状の上面10025は、プラスチックベアリングスペーサをスナップフィット接続を介して取り付け、拘束するための、周辺上方延在リップ(図示せず)を含んでもよい。
Top 10024 may include a generally planar upper surface 10025 (FIG. 41) for supporting a plastic bearing spacer (not shown). In some embodiments, the planar
再び図41を参照すると、脛骨係合部10026は、中央脛骨係合部10030、及び周辺脛骨係合部10040を含んでもよい。本実施形態において、中央脛骨係合部10030は、患者の脛骨の切削された近位部分の中央海綿骨表面と接触可能な表面を含んでもよい。例えば、中央脛骨係合部は、同様に上述したように、患者の脛骨の部分切削された近位部分の中央海綿骨表面と接触可能な1つ以上の凹面、凸面、または平面状の表面を含んでもよい。図41及び図42に示されるように、中央脛骨係合部10030は、凸状表面10031を含んでもよい。凸状の下面は、表面の接触領域を最大化し、切削面に沿って剪断力を低減するように設計されてもよい。
Referring again to FIG. 41 , the
周辺脛骨係合部10040は、下伸壁10050を含んでもよい。下伸壁10050は、内壁面10052(図42)及び外壁面10054を含んでもよい。例えば、壁面10052及び10054は、U字形の壁であってもよい。壁面10050は、一定の厚み、異なる厚み、変化する厚み、又は他の適切な厚みを有していてもよい。内壁面10052は、上面10025に対して直角又は90度で配置されてもよいし、任意の適切な角度又は複数の角度を有して配置されてもよい。外壁面10054は、上面10025に対して直角又は90度の位置に配置されてもよい。他の実施形態では、外壁面は、皮質骨10012(図40)の内面10013(図40)と平行で、そこから間隔をあけて配置されるなど、上面に対して角度がつけられてもよい。上述したように、外壁面10054は、皮質骨の内面に接触するように構成されてもよいし、皮質骨の内側から近接して間隔をあけて配置されるように構成されてもよい。
The peripheral
上述したように、様々な脛骨構成要素を挿入するために、脛骨の切削された近位部分における海綿骨の1つ以上の空洞を掘削するために、様々な外科用のロボットによる方法が採用され得る。 As noted above, various surgical robotic methods have been employed to drill one or more cavities of cancellous bone in the resected proximal portion of the tibia for insertion of various tibial components. obtain.
図43は、外科医が上述のように空洞を手動で掘削することを可能にするために、非ロボットのバリまたはフライス加工工具12000(図44)を収容するための開口11050を有する患者固有の治具または脛骨空洞切削ガイド11000を例示している。例えば、切削ガイド11000は、膝関節置換術のための患者の脛骨の切削された近位部分に少なくとも1つの空洞を形成するために、外科医によって使用され得る。脛骨の切削された近位部分は、上述のように、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面とを含む。切削ガイド11000は、第1の平面11022及び第2の平面(図43に図示せず)を有する平面部材11020を含んでもよい。
FIG. 43 shows a patient-specific tool with an
平面部材11020は、患者の脛骨の切削された近位部分に沿った外周辺皮質骨に対応する周辺外縁11023を含んでもよい。一対のU字形開口部11050は、第1の平面表面11022から第2の平面表面(図示せず)へと平面部材を貫通して延び、周辺外縁から間隔を空けて配置されている。一対のU字形開口部11050の各々は、U字形軸11060を画定し、U字形開口部は、U字形軸に直角な一定の幅W8を有する。幅W8は、望ましくは、対応する患者固有の脛骨トレイの下方に延在する部分の幅に対応する。一対のU字形開口部の各々は、内側縁11061及び外側縁11062を有する。外縁11062は、周辺外縁11023と平行に配置されてもよい。切削ガイド11000は、例えば、患者固有の切削ガイドであってもよく、図7のシステム700及び図8のシステム800を使用して効果的であってもよい。例えば、患者脛骨データ702(図7)および外科医入力704(図7)とともにメモリ730(図7)に格納された適切なアルゴリズムおよびプログラミングコードは、プロセッサ710(図7)において動作可能に処理されて患者固有の切削ガイドを生成してもよく、この切削ガイドは3Dプリンタ795(図7)を使用して生産または製造されてもよい。
The
図44を参照して、フライス工具12000は、U字形開口部11050の幅W8(図43)より大きいサイズの近位直径X1と、U字形開口部11050の幅W8を通過するようなサイズの遠位直径X2とを含んでいる。このように、フライス工具12000が嵌る開口部11050を有する患者固有の脛骨空洞切削ガイド11000(図43)は、フライス工具12000の動きを固定された形に拘束する。再び図43を参照すると、切削ガイド11000は、切削ガイドの切削された脛骨への一時的な固定、例えば、ネジを介した固定に対応するために、1つ以上の固定穴11070を含んでもよい。切削ガイドの外周は、切削された脛骨への視覚的な位置合わせおよび適切な配置が容易に行われるように、切削される脛骨の外周と一致する大きさであってもよい。
44,
再び図44を参照すると、脛骨トレイの下伸部のための空洞の手動掘削は、適切な深さまで行われ得る。例えば、フライスガイド12000のための切削部分は、脛骨トレイの下伸部の深さに対応する長さLだけ延び、脛骨トレイが患者の脛骨の切削された近位部分に置かれるときに脛骨トレイの下伸部の受領を可能にするようにサイズ決めされてもよい。
Referring again to FIG. 44, manual drilling of the cavity for the inferior extension of the tibial tray can be performed to the appropriate depth. For example, the cutting portion for the
図45は、本開示の一実施形態による、膝関節全置換術のための患者固有のインプラントシステム13000を示す図である。例えば、患者固有のインプラントシステム13000は、上述のように構成され製造されたような脛骨トレイ13020と、スペーサ13025と、大腿骨インプラント構成要素13050と、膝蓋骨(patellar)インプラント構成要素13070とを含んでもよい。
FIG. 45 illustrates a patient-
図46は、本開示の一実施形態による、部分的な膝関節全置換術のための患者固有のインプラントシステム14000を例示している。例えば、患者固有のインプラントシステム14000は、上述のように構成され製造されたような部分的脛骨トレイ14020と、スペーサ14025と、部分大腿骨インプラント構成要素14050とを含んでもよい。
FIG. 46 illustrates a patient-
図47~図50は、本開示の一実施形態による脛骨トレイ15000を例示している。例えば、脛骨トレイ15000は、周壁又はフィン15040を有することを除いて、脛骨トレイ2020(図26~図28)と同様に構成されてもよい。脛骨トレイ15000は、膝関節全置換術で使用するために、周方向壁又はフィン15040が下層皮質骨の内面に近接して隣接して配置されている脛骨の切削された近位部分に設置されてもよい。
47-50 illustrate a
この例示された実施形態では、脛骨トレイ15000は、上部15024及び下側脛骨係合部15026を有する本体15022を含んでもよい。上部15024は、プラスチックベアリングスペーサ(図示せず)を支持するための概ね平面状の上側表面15025(図48に最もよく示されている)を含んでもよい。いくつかの実施形態では、平面状の上側表面15025は、プラスチックベアリングスペーサをスナップフィット接続を介して取り付け、拘束するための、周辺上方延在リップ(図示せず)を含んでもよい。
In this illustrated embodiment, the
下側脛骨係合部15026は、脛骨10(図50)の切削された近位部分に動作可能に取り付けられると切削された脛骨の海綿骨の中に延びる、周壁又はフィン15040を含んでもよい。周壁またはフィン15040は、脛骨の近位部分の下層脛骨皮質骨の周縁からオフセットされて、または間隔を空けて設計されてもよい。
The lower
図47に示すように、脛骨係合部15026は、中央脛骨係合部15030と、単一の下伸周壁又はフィン15040とを含んでもよい。この実施形態では、中央脛骨係合部15030は、患者の脛骨の切削された近位部分の中央海綿骨表面と接触可能な平坦面を含んでもよい。他の実施形態では、中央脛骨係合部は、上述したような起伏のある表面を有していてもよい。
As shown in FIG. 47, the
単一の下伸周壁又はフィン15040は、内壁面15051及び外壁面15055を含んでもよい。例えば、壁は、上部15024と同様の断面キドニー形状を有していてもよい。上部15024は、一定の厚み、異なる厚み、変化する厚み、または他の適切な厚みを有してもよい。内壁面15051は、上側面15025に対して直角又は90度で、又は任意の適切な角度又は複数の角度で配置されてもよい。外壁面15055は、上面15025に対して直角又は90度の位置に配置されてもよい。他の実施形態では、外壁面は、図50に示されるように、皮質骨の内面と平行で、皮質骨の内面から間隔をあけてのように、上側表面に対して角度がつけられてもよい。他の実施形態では、外壁面15055は、下層皮質骨の内面に載るように構成されてもよい。
A single lower circumferential wall or
図47を再び参照すると、この図示された実施形態では、壁又はフィン15040は、周方向であってよく、インプラント又は脛骨トレイ下面又は下面15030の周縁近くに一周完全に回って位置決めされている。周方向の壁またはフィンの外面は、特に、フィン外壁が皮質壁のマッピングされた内面から固定で一定の距離であるようにインプラントまたは脛骨トレイを設計するために、患者の皮質内壁の術前画像データに基づいてもよい。
Referring again to FIG. 47, in this illustrated embodiment, the wall or
マッピングされた内側皮質壁の位置と外側フィン壁の位置とからのインプラントレッジ幅W9が決定され得る。図50を参照すると、例えば、外側フィン壁は、内側皮質壁から距離Xを有するように画定され得る。皮質壁の厚みに関する一般に認められた術前患者サンプルデータに基づく幅Yは、レッジの幅が次の式によって特徴付けられるようなインプラントレッジW9を設計することを可能にし得る。 An implant ledge width W9 from the mapped inner cortical wall position and the outer fin wall position can be determined. Referring to FIG. 50, for example, the outer fin wall can be defined to have a distance X from the inner cortical wall. A width Y based on accepted preoperative patient sample data for cortical wall thickness may allow designing an implant ledge W9 such that the width of the ledge is characterized by the following equation:
W9=X+Y W9=X+Y
例えば、内側の皮質壁から外側のフィン壁までの距離Xは、すべての点で内側の皮質壁から3mmであると定義されてもよい。皮質壁の厚みは、患者の年齢に基づくものであってもよい。例えば、皮質壁の厚みYは、例えば、The Anatomical Record誌、2013年、296(5)、774-787ページに掲載の、Gosmanらによる、「Development of Cortical Bone Geometry in the Human Femoral and Tibial Diaphysis」と題する記事によれば、予め定められたある年齢に対して2.2mmであってもよい。したがって、脛骨トレイは、周縁部に沿った全ての点において、フィンの外面から、例えば5.2mmのレッジ幅W9を有するように設計及び構成されてもよい。幅Yは、解剖学的観察またはさらなる研究に基づいて可変であってよい。例えば、更なる研究により、切削された壁の平均厚みが一様でないことが判明するかもしれない。例えば、内側壁厚が一般に外側厚と異なる値である場合、その情報は、脛骨トレイの設計に組み込まれ得る。本開示の他の実施形態では、患者固有の設計は、一致した壁またはフィンを有する患者固有の脛骨トレイを設計するために、皮質内壁のマッピングを採用してもよい。次いで、インプラントレッジ幅W9が、マッピングされた皮質壁の厚み、及び皮質内壁からの壁又はフィンの既知の距離に基づいて決定されてもよい。 For example, the distance X from the inner cortical wall to the outer fin wall may be defined to be 3 mm from the inner cortical wall at all points. Cortical wall thickness may be based on the patient's age. For example, the thickness Y of the cortical wall can be determined, for example, by Gosman et al., "Development of Cortical Bone Geometry in the Human Femoral and Tibial Diap," published in The Anatomical Record, 2013, 296(5), pp. 774-787. hysis" According to the article entitled, it may be 2.2 mm for some predetermined age. Accordingly, the tibial tray may be designed and constructed to have a ledge width W9 of, for example, 5.2 mm from the outer surface of the fin at all points along the periphery. Width Y may be variable based on anatomical observations or further studies. For example, further studies may reveal that the average thickness of the cut walls is not uniform. For example, if the medial wall thickness is generally a different value than the lateral thickness, that information can be incorporated into the design of the tibial tray. In other embodiments of the present disclosure, the patient-specific design may employ cortical medial wall mapping to design a patient-specific tibial tray with matched walls or fins. An implant ledge width W9 may then be determined based on the mapped cortical wall thickness and the known distance of the wall or fin from the inner cortical wall.
図50を更に参照すると、図50中の矢印によって示されるような膝関節全置換術において、脛骨トレイの中央下面及び切削された海綿骨表面に沿って抵抗される剪断力の部分と比較して、脛骨トレイ及び患者の脛骨近位の切削部分に横方向に作用する剪断力の、より大きな部分が、少なくとも1つの下方に伸びる壁及び脛骨近位部の切削された周縁によって抵抗されてもよい。いくつかの実施形態では、より大きな部分は、50パーセントより大きい、60パーセントより大きい、70パーセントより大きい、80パーセントより大きい、90パーセントより大きい、50パーセントと60パーセントとの間、50パーセントと70パーセントとの間、50パーセントと80パーセントとの間、50パーセントと90パーセントとの間、60パーセントと70パーセントとの間、70パーセントと80パーセントとの間、80パーセントと90パーセントとの間、60パーセントと80パーセントとの間、約60パーセント、70パーセント、約80パーセント、約90パーセントまたは他の適切なパーセント数もしくはパーセント数の範囲であってもよい。本開示における脛骨トレイの他の記載および図示された実施形態において、そのような剪断力は、膝関節全置換術において同様に打ち消されてもよい。そのような実施形態は、センターキールを含まなくてもよく、または、浅いキールのようなセンターキールを含んでもよく、そのような剪断力は、患者の脛骨の切削された近位部分の周縁に沿って主に打ち消される。 With further reference to FIG. 50, in a total knee arthroplasty as indicated by the arrows in FIG. , the tibial tray and the cutting portion of the patient's proximal tibia may be resisted by the at least one downwardly extending wall and the cut periphery of the proximal tibia. . In some embodiments, the greater portion is greater than 50 percent, greater than 60 percent, greater than 70 percent, greater than 80 percent, greater than 90 percent, between 50 percent and 60 percent, 50 percent and 70 percent between 50 and 80 percent, between 50 and 90 percent, between 60 and 70 percent, between 70 and 80 percent, between 80 and 90 percent, It may be between 60 percent and 80 percent, about 60 percent, 70 percent, about 80 percent, about 90 percent or any other suitable percentage or range of percentages. In other described and illustrated embodiments of tibial trays in the present disclosure, such shear forces may be counteracted in total knee arthroplasty as well. Such embodiments may include no central keel, or may include a central keel, such as a shallow keel, wherein such shear forces are applied to the periphery of the resected proximal portion of the patient's tibia. mainly canceled by
図51~図56は、本開示の一実施形態による両十字靭帯(bi-cruciate)脛骨トレイ16000を示す図である。例えば、両十字靭帯保持型膝関節置換術において、前十字靭帯(ACL)及び後十字靭帯(PCL)の両方が保持されてもよい。例えば、これは、骨切削と、これらの靭帯を回避するインプラント形状によって提供され得る。両十字靭帯脛骨トレイ16000は、周方向の、または部分的に周方向の壁またはフィンを含んでもよい。外側、前側、および内側フィン壁は、皮質内壁に当接しているか、または近接するように設計されている。インプラント下面の後方部分は、リムを備えないか、または後方インプラント表面の周縁から概ねはめ込まれ、それとマッチするように設計されたリムを備えてもよい。後方インプラント表面は、前十字靭帯(ACL)及び後十字靭帯(PCL)が保持されるように湾曲している。この図示された実施形態では、脛骨トレイ16000は、U字形の上部16024及びC字形の下側脛骨係合部16026(図52及び図55に最もよく示されている)を有するU字形の本体16022を含んでもよい。U字形の上部16024(図51及び図54)は、その間に空洞16021を画定する部分(外側部分及び内側部分)を画定してもよい。上部16024は、プラスチックベアリングスペーサ(図示せず)を支持するための概ね平面状の上側表面16025(図51及び図54に最もよく示されている)を含んでもよい。上部16024は、上部16024の外側部分の間に配置された隆起ランド又は隆起部分16023(図51に最も良く示されている)を含んでもよい。いくつかの実施形態では、平面状の上面16025は、プラスチックベアリングスペーサをスナップフィット接続を介して取り付け、拘束するための、周辺上方延在リップ(図示せず)を含んでもよい。
51-56 illustrate a bi-cruciate
下側脛骨係合部16026は、脛骨の切削された近位部分(図51~56に図示せず)に動作可能に取り付けられたとき、切削された脛骨の海綿骨の中に延びるC字形の壁又はフィン16040を含んでもよい。壁またはフィン16040は、脛骨の近位部分の下層脛骨皮質骨の周縁からオフセットされて、または間隔を空けて設計されてもよい。
The lower
単一の下伸のC字形の壁又はフィン16040は、内壁面16051及び外壁面16055を含んでもよい。例えば、壁は、その周辺部に沿って断面U字形の上部16024と同様の断面形状を有していてもよい。また、上部16024は、一定の厚み、異なる厚み、変化する厚み、または他の適切な厚みを有してもよい。内壁面16051は、上面16025に対して直角または90度、あるいは任意の適切な角度または複数の角度で配置されてもよい。外壁面16055は、上面16025に対して直角又は90度の位置に配置されてもよい。他の実施形態では、外壁面は、皮質骨の内面(図51~56に図示せず)と平行であり、皮質骨の内面から間隔をあけているなど、上面に対して角度が付けられてもよい。他の実施形態では、外壁面15055は、下層皮質骨の内面に載るように構成されてもよい。周壁またはフィン15055の外面は、患者の皮質内壁の術前画像データに基づいてもよく、具体的には、フィン外壁が皮質内壁のマッピングされた内面から固定で一定の距離となるようにインプラントを設計するためである。
A single downwardly extending C-shaped wall or
図57~図61は、本開示の一実施形態による両十字靭帯脛骨トレイ17000を示す図である。例えば、両十字靭帯保持型膝関節置換術において、前十字靭帯(ACL)及び後十字靭帯(PCL)の両方が保持されてもよい。例えば、これは、これらの靭帯を回避する骨切削と、インプラント形状によって提供され得る。両十字靭帯脛骨トレイ17000は、周方向の、または部分的に周方向の壁またはフィンを含んでもよい。外側、前側、および内側フィン壁は、皮質内壁に当接しているか、または近接するように設計されている。インプラント下面の後方部分は、a)リムを備えていなくてもよく、または、b)概ねインプラント後方表面の周縁からはめ込まれ、それに一致するように設計されたリムを備えていてもよい。インプラント後面は、前十字靭帯(ACL)および後十字靭帯(PCL)が保持されるように湾曲している。
57-61 illustrate a bilateral cruciate
この図示された実施形態では、脛骨トレイ17000は、壁17040が、上面17025に対して斜めに配置され、複数の下伸突起又はピン17300から間隔をあけられていることを除いて、両十字靭帯脛骨トレイ16000(図51~56)と本質的に同一であってもよい。壁17040及びピン17300は、上面17000に対して、及び内側-外側方向に対して直角ではない角度Sで配置されてもよい。例えば、角度Sは、約70度から80度の間であってもよく、約75度であってもよく、又は他の適切な非直角な角度であってもよい。
In this illustrated embodiment, the
ポストとフィンを備えた従来のスタイルの脛骨ベースプレートの挿入の際、ポストとフィンを上方向から使用するパンチで準備できるように、脛骨は前方向に大きく亜脱臼(sublux)させられる。脛骨インプラントを切削された脛骨表面に直接載置し、真下方向に着座させるためには、脛骨を前方向に亜脱臼させたままである必要がある。脛骨トレイ17000の実施形態では、壁およびペグは、上方向から真下にではなく、前側から斜めにインプラントを挿入できるように、概して後方向に角度がつけられている。これにより、外科医は、脛骨ベースプレートを挿入するために、いくつかの従来のシステムよりも少なく前方に脛骨を亜脱臼させるだけでよく、脛骨の極端な亜脱臼による軟組織の損傷が少なくなると考えられる。
During insertion of a conventional style tibial baseplate with posts and fins, the tibia is greatly subluxed anteriorly so that the post and fins can be prepared with a punch used from above. In order for the tibial implant to sit directly on the resected tibial surface and seated straight down, the tibia must remain anteriorly subluxed. In embodiments of the
図62は、外科医が上述のように空洞を手動で掘削できるように、非ロボットのバリまたはフライス工具12000(図44)を収容するための一連の開口18050を有する患者固有の治具または脛骨空洞切削ガイド18000を例示している。例えば、切削ガイド18000は、膝関節置換術のための患者の脛骨の切削された近位部分に連続した空洞などの少なくとも1つの空洞を形成するために外科医によって使用され得る。脛骨の切削された近位部分は、上述したように、中央海綿骨表面と周辺皮質骨表面とを含む。切削ガイド18000は、第1の平面18022及び第2の平面(図62に図示せず)を有する平面部材18020を含んでもよい。
FIG. 62 shows a patient-specific jig or tibial cavity with a series of
平面部材18020は、患者の脛骨の切削された近位部分に沿った外周辺皮質骨に対応する周辺外縁18023を含んでもよい。一連の湾曲した開口部18050は、第1の平面表面18022から第2の平面表面(図示せず)へと平面部材を貫通して延び、周辺外縁から間隔を空けて配置される。開口部18050の各々は、軸18060を画定し、開口部は、軸に直角に一定の幅W10を有する。この幅は、望ましくは、対応する患者固有の脛骨トレイの下伸部の幅に対応する。開口部の各々は、内縁18061及び外縁18062を有する。外縁18062は、周辺外縁18023と平行に配置されてもよい。切削ガイド18000は、切削ガイドの切削された脛骨への一時的な固定、例えば、ネジを介した固定を収容するための1つ以上の固定穴18070を含んでもよい。切削ガイドの外周は、切削された脛骨への視覚的な位置合わせおよび適切な配置が容易に行われるように、切削された脛骨の外周に一致する大きさであってもよい。
The
切削ガイド18000は、例えば、患者固有の切削ガイドであってもよく、図7のシステム700及び図8のシステム800を使用して効果を発揮することができる。例えば、患者脛骨データ702(図7)および外科医入力704(図7)と共にメモリ730(図7)に格納された適切なアルゴリズムおよびプログラミングコードは、プロセッサ710(図7)において動作可能に処理されて患者固有の切削ガイドを生成してもよく、この切削ガイドは3Dプリンタ795(図7)を使用して生産または製造されてもよい。
Cutting
切削ガイド18000は、フライス工具12000(図44)のようなフライス工具とともに動作可能であってよい。そのように、フライス工具12000が嵌る開口部18050を有する患者固有の脛骨空洞切削ガイド18000は、フライス工具1200の動きを固定形状に拘束する。脛骨トレイの下伸部のための少なくとも1つの空洞の手動による掘削は、適切な深さまで行われ得る。例えば、フライスガイド12000(図44)のための切削部分は、脛骨トレイの下伸部の深さに対応する長さL(図44)だけ延び、脛骨トレイが患者の脛骨の切削された近位部分に置かれるときに脛骨トレイの下伸部を受け取ることができるような大きさであってもよい。理解されるように、切削ガイド18000は除去されてもよく、一連の空洞の間の残りの部分は、患者の脛骨の近位部分の切削された部分の連続空洞を完成させるために外科医によって除去されてもよい。
Cutting
図63は、膝関節全置換術に使用するための方法19000のブロック図である。方法19000は、例えば、19100において、患者の脛骨の近位部分を切削し、脛骨の切削された近位部分は、横方向に切削された海綿骨表面、横方向に切削された周辺皮質骨表面、及び切削された海綿骨の周辺に形成された少なくとも1つの空洞を有し、19200において、脛骨トレイの周辺縁から内側に間隔をあけて配置され、中央下面の少なくとも一部の周りに延びる少なくとも1つの下伸壁を有する脛骨トレイを提供し、19300において、少なくとも1つの下伸壁を切削された海綿骨表面の周辺に形成された少なくとも1つの空洞に挿入し、19400において、脛骨トレイの周辺縁を横方向に切削された周辺皮質骨表面上に配置し、および中央下面を横方向に切削された海綿骨表面上に配置し、膝関節全置換術において、脛骨トレイおよび切削された海綿骨表面の中央下面に沿って抵抗される剪断力の部分と比較して、脛骨トレイおよび患者の脛骨近位部の切削部分に横方向に作用する剪断力の、より大きな部分が、少なくとも1つの下伸壁および脛骨近位部の切削された周辺部によって抵抗される。
FIG. 63 is a block diagram of a
図64~図71は、本開示の実施形態による脛骨トレイシステム20001(図64~図67)、及び脛骨トレイシステム30001(図68~図71)を示している。これらの実施形態では、脛骨トレイシステムは、脛骨トレイと、1つ、2つ、またはそれ以上のネジとを含む。脛骨トレイの壁又はフィンは、剪断力及び引き抜き又はリフトオフ力の両方に対応して動作するために十分な深さ又は最小深さを必要とし得る単なる壁を有する脛骨トレイと比較して、1つ又は複数のネジが患者の脛骨の切削された近位部分からの脛骨トレイのリフトオフを最小化又は抑制することにより、剪断力を支えるために短いサイズであってよいことが判明しており、そのことが以下に記述されている。 64-71 show a tibial tray system 20001 (FIGS. 64-67) and a tibial tray system 30001 (FIGS. 68-71) according to embodiments of the present disclosure. In these embodiments, the tibial tray system includes a tibial tray and one, two, or more screws. The walls or fins of the tibial tray may require sufficient depth or minimal depth to operate in response to both shear and pull-off or lift-off forces, as compared to tibial trays with simple walls. or multiple screws may be of short size to support shear forces by minimizing or inhibiting lift-off of the tibial tray from the resected proximal portion of the patient's tibia; is described below.
例えば、図64及び図67に示すように、脛骨トレイシステム20001は、本開示の実施形態による、ネジ20500(図64及び図67)を受けるように動作可能であることを付加した、脛骨トレイ15000(図47~図50)と同様に構成された脛骨トレイ20000を含んでもよい。この例示された実施形態では。脛骨トレイ20000は、周壁またはフィン20040が海綿骨20011内に配置され、膝関節全置換術で使用するために患者の脛骨20010(図67)の切削された部分の下層皮質骨20012(図67)の内面20013(図67)に近接して隣接する脛骨の近位部分に設置されてもよい。ネジ20500は、脛骨トレイアセンブリ20001が患者の脛骨20010(図67)の切削部分に設置されると、脛骨トレイ20000のリフトオフを最小化又は抑制することができる。
For example, as shown in FIGS. 64 and 67, the
図65及び図66に示すように、脛骨トレイ20000は、上部20024及び下側脛骨係合部20026を有する本体20022を含んでもよい。上部20024は、プラスチックベアリングスペーサ(図示せず)を支持するための概ね平面状の上側表面20025(図65に最もよく示されている)を含んでもよい。いくつかの実施形態では、平面状の上面20025は、プラスチックベアリングスペーサを拘束するために、例えばスナップフィット接続を介して取り付けるための、周辺上方延在リップ(図示せず)を含んでもよい。
As shown in FIGS. 65 and 66, the
下部脛骨係合部20026は、脛骨20010(図67)の切削された近位部分に動作可能に取り付けられると切削された脛骨の海綿骨20011の中に延びる、周壁またはフィン20040を含んでもよい。周壁又はフィン20040は、患者の脛骨20010の近位部分の下層の脛骨皮質骨20012の周縁からオフセットされて、又は間隔を空けて設計されてもよい。
The lower
図66に示すように、脛骨係合部20026は、中央脛骨係合部20030と、単一の下伸周方向壁又はフィン20040とを含んでもよい。この実施形態では、中央脛骨係合部20030は、患者の脛骨20010の切削された近位部分の切削された中央海綿骨表面20011(図67)に接触可能な平坦面を含んでもよい。他の実施形態では、中央脛骨係合部は、上述のような起伏のある(すなわち、凸状または凹状の)表面を有していてもよい。
As shown in FIG. 66, the
単一の下伸周壁又はフィン20040は、内壁面20051及び外壁面20055を含んでもよい。例えば、壁は、上部20024と同様の断面キドニー形状を有していてもよいし、上部20024の外側輪郭の鏡像であってもよい。上部20024は、一定の厚み、異なる厚み、変化する厚み、又は他の適切な厚みを有してもよい。内壁面20051は、上側面20025に対して直角又は約90度で配置されてもよく、又は任意の適切な角度又は複数の角度を有して配置されてもよい。外壁面20055は、上面20025に対して直角又は約90度の位置に配置されてもよい。他の実施形態では、外壁面は、(例えば、図67に示されるように)皮質骨の内面と平行であり、皮質骨の内面から間隔をあけるように、上側面に対して角度を有してもよい。他の実施形態では、外壁面20055は、下層皮質骨の内面に載るように構成されてもよい。
A single lower peripheral wall or
この図示された実施形態では、壁又はフィン20040は、周方向であって、インプラント又は脛骨トレイ下面又は下面20030の周囲に一周完全に回って延び、周囲に向かって配置されてもよい。周方向の壁又はフィンの外面は、特に、フィン外壁が皮質壁のマッピングされた内面から固定された一定の距離であるようにインプラント又は脛骨トレイを設計するために、患者の皮質内壁の術前画像データに基づいてもよい。
In this illustrated embodiment, the walls or
図65及び図66に示すように、上部20024は、上側表面20025(図65)から下側表面20033(図66)へ延びる孔又は通路20060を含んでもよい。通路20060は、皿穴であるように構成されてもよい。
As shown in Figures 65 and 66, the
図64および図66を再び参照すると、この例示された脛骨トレイシステム20001は、周壁20040を有する脛骨トレイ20000と、脛骨トレイ20000の中央に向かって位置する解放可能に取り付け可能な(モジュラー)ネジ20060との組み合わせを含む。
64 and 66, the illustrated
本明細書から理解されるように、周辺リム又は壁は、リム又は壁20040が剪断力を考慮する必要がある一方で、ネジ20500がリフトオフ又は引き抜き力を考慮するように動作可能であるので、減少した又は最小の高さ又は深さであってもよい。例えば、ネジ20500は、近位またはヘッド部分20520、およびネジ山付きシャンク部分20540を有する本体20510を備えてもよい。他の実施形態では、ネジ20500は、頭部、ネジ山のないシャンク部分、ネジ付きシャンク、及び先端部を含んでもよい。ヘッド部分20520は、脛骨トレイ20000の上面20025(図67)の下方に配置されてもよいし、それと同一平面に配置されてもよい。近位またはヘッド部分20520は、例えば、ネジ20500を挿入または除去するための六角ドライバなどの工具と係合するための凹部またはドライバ用構成を有してもよい。
As will be understood from this description, the peripheral rim or wall is operable to account for lift-off or pull-out forces while the rim or
図面67を参照して、いくつかの実施形態では、壁20040は、約1ミリメートル、約2ミリメートル、約3ミリメートル、約4ミリメートル、約5ミリメートル、約6ミリメートル、約7ミリメートル、約8ミリメートル、約9ミリメートル、約10ミリメートル、約1ミリメートルと約10ミリメートルの間、約1ミリメートルと約7ミリメートルの間、約1ミリメートルと約5ミリメートルの間、約1ミリメートルと約3ミリメートルの間、または他の適切なサイズである深さD8を有する連続的に取り囲む周壁であってよい。
Referring to Drawing 67, in some embodiments,
ネジ20500は、約10ミリメートル、約12ミリメートル、約15ミリメートル、約10ミリメートルから約15ミリメートルの間、または他の適切なサイズの直径D9を有してもよい。
ネジ20500は、脛骨トレイの下面から延びる高さ又は深さD10が、約5ミリメートル、約7ミリメートル、約10ミリメートル、約15ミリメートル、約20ミリメートル、約25ミリメートルの間、約5ミリメートルと約25ミリメートルの間、約5ミリメートルと約20ミリメートルの間、約5ミリメートルと約15ミリメートルの間、または、約10ミリメートルと約20ミリメートルの間であってもよい。
The
図68及び図69を参照すると、脛骨トレイシステム30001は、脛骨トレイ15000(図47~50)と同様に構成された脛骨トレイ30000を含んでもよいが、加えて、本開示の一実施形態による、複数のネジ30501及び30502(図68及び図71)を受け取るように動作可能である。この例示された実施形態では、脛骨トレイ30000は、脛骨30010(図71)の切削された部分に配置され得て、周壁またはフィン30040は、海綿骨30011の中に配置され、膝関節全置換術で使用するために患者の脛骨30010(図71)の切削された部分の下層皮質骨30012(図71)の内面30013(図71)に近接して隣接する。ネジ35001及び30502は、脛骨トレイアセンブリ30001が一旦患者の脛骨30010(図71)の切削部分に設置されると、脛骨トレイ30000のリフトオフを最小化又は抑制することができる。
68 and 69,
図69及び図70に示すように、脛骨トレイ30000は、上部30024及び下側脛骨係合部30026を有する本体30022を含んでもよい。上部30024は、プラスチックベアリングスペーサ(図示せず)を支持するための概ね平面状の上側表面30025(図69に最もよく示されている)を含んでもよい。いくつかの実施形態では、平面状の上面30025は、例えばスナップフィット接続を介して、プラスチックベアリングスペーサを取り付けるための、周辺上方延在リップ(図示せず)を含んでもよい。
As shown in FIGS. 69 and 70, the
下部脛骨係合部30026は、脛骨30010(図71)の切削された近位部分に動作可能に取り付けられると切削された脛骨の海綿骨30011の中に延びる、周壁又はフィン30040を含んでもよい。周壁又はフィン30040は、患者の脛骨30010の近位部分の下層の脛骨皮質骨30012の周縁からオフセットされる、又は間隔を置くように設計されてもよい。
The lower
図70に示すように、脛骨係合部30026は、中央脛骨係合部30030、及び単一の下伸周方向壁又はフィン30040を含んでもよい。この実施形態では、中央脛骨係合部30030は、患者の脛骨30010の切削された近位部分の切削された中央海綿骨表面30011(図71)に接触可能な平坦面を含んでもよい。他の実施形態では、中央脛骨係合部は、上述したような起伏のある表面を有していてもよい。
As shown in FIG. 70, the
単一の下伸周壁又はフィン30040は、内壁面30051及び外壁面30055を含んでもよい。例えば、壁は、上部30024と同様の断面キドニー形状を有していてもよいし、上部30024の外側輪郭の鏡像であってもよい。上部30024は、一定の厚み、異なる厚み、変化する厚み、または他の適切な厚みを有してもよい。内壁面30051は、上側面30025に対して直角又は約90度で配置されてもよく、又は任意の適切な角度又は複数の角度を有して配置されてもよい。外壁面30055は、上面30025に対して直角又は約90度の位置に配置されてもよい。他の実施形態では、外壁面は、(例えば、図71に示されるように)皮質骨の内面と平行であり、皮質骨の内面から間隔をあけるように、上側面に対して角度を有してもよい。他の実施形態では、外壁面30055は、下層皮質骨の内面に載るように構成されてもよい。
A single lower circumferential wall or
この図示された実施形態では、壁又はフィン30040は、周方向であって、インプラント又は脛骨トレイ下面又は下面30030の周囲に一周完全に回って延び、周囲に向かって位置決めされてもよい。周方向の壁又はフィンの外面は、特に、フィン外壁が皮質壁のマッピングされた内面から固定された一定の距離であるようにインプラント又は脛骨トレイを設計するために、患者の皮質内壁の術前画像データに基づいてもよい。
In this illustrated embodiment, the walls or
図69及び図70に示すように、上部30024は、上側表面30025(図69)から下側表面30033(図70)へ延びる複数の孔又は通路30061、30062を含んでもよい。 通路30061、30062は、皿穴であるように構成されてもよい。
69 and 70, the
図68及び70を再び参照して、この例示された脛骨トレイシステム30001は、周壁30040を有する脛骨トレイ30000と、それぞれが脛骨トレイ30000の異なる区画に配置されている取外し可能に取り付け可能なネジ30501及び30502との組み合わせを含む。
68 and 70, this exemplary
本明細書から理解されるように、周辺リム又は壁は、リム又は壁30040が剪断力を考慮する必要がある場合がある一方で、ネジ30501及び30502がリフトオフ又は引き抜き力を考慮するように動作可能であるので、低減した又は最小の高さ又は深さを有していてもよい。例えば、ネジ30501および30502は、近位またはヘッド部分およびネジ山付きシャンク部分を有する本体を有するネジ20500(図64および図67)と本質的に同じであってもよい。他の実施形態では、ネジ30501及び30502は、頭部、ネジ山なしのシャンク部分、ネジ付きシャンク、及び先端部を含んでもよい。ヘッド部分は、脛骨トレイ30000の上面30025(図71)の下方に配置されてもよいし、それと同一平面に配置されてもよい。ネジ30501及び30502の近位又はヘッド部分は、例えば、ネジ30501及び30502を挿入又は除去するための六角ドライバのような工具と係合するための凹部又はドライバ用構成を有してもよい。
As will be understood from this specification, the peripheral rims or walls operate such that
図71を参照して、いくつかの実施形態では、壁30040は、約1ミリメートル、約2ミリメートル、約3ミリメートル、約4ミリメートル、約5ミリメートル、約6ミリメートル、約7ミリメートル、約8ミリメートル、約9ミリメートル、約10ミリメートル、約1ミリメートルと約10ミリメートルの間、約1ミリメートルと約7ミリメートルの間、約1ミリメートルと約5ミリメートルの間、約1ミリメートルと約3ミリメートルの間、または他の適切なサイズである深さD11を有する連続的に取り囲む周壁であってよい。
71, in some embodiments the
ネジ30501及び30502は、約10ミリメートル、約12ミリメートル、約15ミリメートル、約10ミリメートルから約15ミリメートルの間、又は他の適切なサイズの直径D12を有してもよい。
ネジ30501及び30502は、脛骨トレイの下面から延びる高さ又は深さD13が、約5ミリメートル、約7ミリメートル、約10ミリメートル、約15ミリメートル、約20ミリメートル、約25ミリメートル、約5ミリメートルと約25ミリメートルの間、約5ミリメートルと約20ミリメートルの間、約5ミリメートルと約15ミリメートルの間、又は約10ミリメートルと約20ミリメートルの間であってもよい。
The
図72は、本開示の一実施形態による、脛骨トレイ40000と、脛骨トレイ40000内の少なくとも1つのネジ穴40060とインターフェイスし得る少なくとも1つのロックネジ40500とを有する脛骨トレイシステム40001を例示している。例えば、ロックネジは、外部ネジ山を有するテーパヘッド部分40505を含んでもよい。脛骨トレイ40000は、対応する大きさおよび構成の内部ネジ山を有するテーパ付き通路40060を有してもよい。脛骨トレイシステム40001が患者の脛骨の切削された近位部分に取り付けられるとき、脛骨トレイ40000内の通路40060内でネジ40500を回転させて固定すると、頭部40505は、内部のネジ山を有するテーパー状の通路40060内に着座してロックされることになる。ロックネジ40500は、ネジのトグルのリスクを軽減し、一般に、ネジを、ネジ穴40060および脛骨トレイの上面に直角な軸に拘束し得る。ロックネジ40500は、ネジ穴40060にロックされ、横方向の力に抵抗して追加の安定性を提供し得る。
FIG. 72 illustrates a
図73は、本開示の実施形態による、上述した脛骨トレイシステムにおいて使用可能なロック式または非ロック式の円錐形ネジであってよい円錐形ネジ40700を図示する。この例示された実施形態では、円錐形状のネジ40700は、遠位端40703に向かって先細りになってもよい。他の実施形態では、ネジは、コルク栓抜きの構成を有していてもよい。そのような構成は、ネジ40700が海綿骨内へ更に伸びても、低侵襲でありながら、下層骨とのネジの表面接触領域の増加を提供し得る。
FIG. 73 illustrates a
いくつかの実施形態では、1つ以上のネジ20500、30061、30062、40700は、中で非成長、すなわち、ネジが修正(revision)中に取り外し可能であり得るように、骨結合を促進するように設計されていない場合がある。上述のように、1つまたは複数のネジ20500、30061、30062、40700は、骨の成長が起こる間、初期安定性を提供することによって、より短い壁またはフィンを促進するように動作可能であってよい。例えば、壁またはフィンの高さは、1mm~3mmの高さに減少され得て、上記で定義される。より短い壁またはフィンは、侵襲が最小限であり、骨を保存し得る。さらに、より短い壁またはフィンは、より容易な修正を促進し得る。壁やフィンが十分に短い場合、インプラントを直接アンダーカットすることで、修正が可能である。この場合、修正のために切開する必要がないため、強固な壁やフィンを使用してインプラントの剛性を高めることができる。
In some embodiments, one or more of the
1つの、2つの、またはそれ以上のネジ20500、30061、30062、40700が、例えば、連続して囲む周縁延伸壁、間隔をおいて配置されたU字形の周縁延伸壁、内側の皮質骨と接触可能な周縁延伸壁、またはそこから間隔をおいて配置された周縁延伸壁を有する、本書に記載の脛骨トレイのいずれかと共に採用されてもよいことが理解されよう。ネジは、ロック式であっても非ロック式であってもよい。
One, two or
さらに他の実施形態では、1つ以上のネジを採用する脛骨トレイシステムは、上述の壁などの1つ以上の壁を含んでもよく、1つ以上の壁は、約1ミリメートル以下、約2ミリメートル以下、約3ミリメートル以下、約4ミリメートル以下、約5ミリメートル以下、約5ミリメートルより大きい、約6ミリメートル以下、約7ミリメートル以下、約8ミリメートル以下、約9ミリメートル以下、約10ミリメートル以下、または他の適切なサイズの深さを有していてもよい。 In still other embodiments, a tibial tray system employing one or more screws may include one or more walls, such as the walls described above, wherein the one or more walls are about 1 millimeter or less, about 2 millimeters or less. less than or equal to about 3 millimeters, less than or equal to about 4 millimeters, less than or equal to about 5 millimeters, greater than about 5 millimeters, less than or equal to about 6 millimeters, less than or equal to about 7 millimeters, less than or equal to about 8 millimeters, less than or equal to about 9 millimeters, less than or equal to about 10 millimeters, or other may have an appropriately sized depth of
さらに他の実施形態では、1つ以上のネジを採用する脛骨トレイシステムは、上述の壁などの1つ以上の壁を含んでもよく、1つ以上の壁は、約1ミリメートルと約10ミリメートルとの間、約1ミリメートルと約7ミリメートルとの間、約1ミリメートルと約5ミリメートルとの間、約1ミリメートルと約3ミリメートルとの間、または他の適切な範囲のサイズの深さを有してもよい。 In still other embodiments, a tibial tray system employing one or more screws may include one or more walls, such as the walls described above, wherein the one or more walls are between about 1 millimeter and about 10 millimeters. between about 1 millimeter and about 7 millimeters, between about 1 millimeter and about 5 millimeters, between about 1 millimeter and about 3 millimeters, or any other suitable range of sizes. may
さらに他の実施形態では、1つ以上の壁を採用する脛骨トレイシステムは、上述のネジなどの1つ以上のネジを含んでもよく、1つ以上のネジは、脛骨トレイの下面から延びる高さ又は深さが、約5ミリメートル以下、約7ミリメートル以下、約10ミリメートル以下、約15ミリメートル以下、約15ミリメートル以下、約20ミリメートル以下、約25ミリメートル以下、約5ミリメートルと約25ミリメートルの間、約5ミリメートルと約20ミリメートルの間、約5ミリメートルと約15ミリメートルの間、約10ミリメートルと約20ミリメートルの間、または他の適切な高さまたは高さの範囲であってもよい。 In still other embodiments, a tibial tray system that employs one or more walls may include one or more screws, such as those described above, the one or more screws extending from the lower surface of the tibial tray. or a depth of about 5 millimeters or less, about 7 millimeters or less, about 10 millimeters or less, about 15 millimeters or less, about 15 millimeters or less, about 20 millimeters or less, about 25 millimeters or less, between about 5 millimeters and about 25 millimeters; It may be between about 5 millimeters and about 20 millimeters, between about 5 millimeters and about 15 millimeters, between about 10 millimeters and about 20 millimeters, or any other suitable height or range of heights.
さらに他の実施形態では、上述の壁及びネジのような、1つ以上の壁及び1つ以上のネジを採用する脛骨トレイシステムであって、1つ以上のネジが、約3ミリメートル以下、約4ミリメートル以下、約5ミリメートル以下、約6ミリメートル以下、約7ミリメートル以下、約8ミリメートル以下、約9ミリメートル以下、約10ミリメートル、約12ミリメートル、約15ミリメートル、約3ミリメートルと約5ミリメートルの間、約3ミリメートルと約10ミリメートルの間、約5ミリメートルと約10ミリメートルの間、約10ミリメートルと約15ミリメートルの間、または他の適切なサイズの直径を有してもよい。 In still other embodiments, a tibial tray system employing one or more walls and one or more screws, such as the walls and screws described above, wherein the one or more screws are about 3 millimeters or less, about 4 mm or less, about 5 mm or less, about 6 mm or less, about 7 mm or less, about 8 mm or less, about 9 mm or less, about 10 mm, about 12 mm, about 15 mm, between about 3 mm and about 5 mm , between about 3 millimeters and about 10 millimeters, between about 5 millimeters and about 10 millimeters, between about 10 millimeters and about 15 millimeters, or other suitable size diameters.
いくつかの実施形態において、脛骨トレイは、本開示の実施形態に係る、膝関節部分置換術のための患者の脛骨の内側または外側近位部分の切削のために構成されてもよい。そのような脛骨トレイは、上述の脛骨トレイの特徴を含み、部分的脛骨トレイのリフトオフを抑制するために1つ以上のネジを採用してもよい。 In some embodiments, the tibial tray may be configured for cutting the proximal medial or lateral portion of a patient's tibia for knee replacement surgery according to embodiments of the present disclosure. Such a tibial tray may include the features of the tibial trays described above and employ one or more screws to inhibit lift-off of the partial tibial tray.
図74は、膝関節全置換術で使用するための方法50000のブロック図である。方法50000は、例えば、50100において、患者の脛骨の近位部分を切削し、脛骨の切削された近位部分は、横方向に切削された海綿骨表面、横方向に切削された周辺皮質骨表面、および切削された海綿骨の周辺に形成された少なくとも1つの空洞を有し、50200において、脛骨トレイの周縁から内側に間隔をあけて配置され、中央下面の少なくとも一部の周りに延びる少なくとも1つの下伸壁を有する脛骨トレイを提供し、53000において、切削された海綿骨表面の周辺部に形成された少なくとも1つの空洞に少なくとも1つの下伸壁を挿入し、50400において、脛骨トレイの周縁を横方向に切削された周辺皮質骨表面上に、および中央下面を横方向に切削された海綿骨表面に配置し、そして50500において、少なくとも1つのネジを脛骨トレイを貫通して海綿骨内に固定し、膝関節全置換術において、ネジが脛骨トレイのリフトオフを抑制し、脛骨トレイの中央下面および切削された海綿骨表面に沿って抵抗される剪断力の部分と比較して、脛骨トレイおよび患者の脛骨近位部の切削部分に横方向に作用する剪断力の、より大きな部分が、少なくとも1つの下伸壁および脛骨近位部の切削された周縁によって抵抗される。
FIG. 74 is a block diagram of a
脛骨トレイおよび脛骨の切削された近位部分に関する本開示の技術から、このような設計および技術は、表面の接触領域を最小化し、剪断力を最大化する平坦な切削面上に載るように設計され、重複の支持モードを欠き、陥没のリスクに影響を及ぼす貧弱なインプラント表面領域の被覆を提供する従来の患者非固有の脛骨トレイの問題を克服できることが理解できるであろう。患者固有の脛骨トレイおよび患者固有の切削された脛骨の近位部分は、従来の脛骨トレイに関連する問題を克服するが、従来の脛骨トレイは、大規模な画像データベースから手動でセグメント化され、比例的に拘束され、様々なサイズのインプラントを受け入れるようにスケールされた複数の骨モデルの幾何学的近似として設計されており、脛骨近位部分の切削は、しばしば矢状鋸を用いて平らに切削されている。 From the techniques of the present disclosure regarding the tibial tray and the milled proximal portion of the tibia, such designs and techniques are designed to rest on a flat cutting surface that minimizes surface contact area and maximizes shear forces. It will be appreciated that the problems of conventional non-patient-specific tibial trays that lack overlapping modes of support and provide poor implant surface area coverage that impacts the risk of subsidence can be overcome. Patient-specific tibial trays and patient-specific cut tibial proximal portions overcome the problems associated with conventional tibial trays, which are manually segmented from large image databases and Designed as a geometric approximation of multiple bone models that are proportionally constrained and scaled to accept implants of various sizes, the cutting of the proximal tibia is often flattened using a sagittal saw. being cut.
本開示の技術は、インプラント-骨インターフェイスの切削面に沿って、表面の接触領域の増加及び/又は剪断力の減少をもたらし得て、その結果、不十分な位置合わせ及び関節の自然横荷重による故障又は弛みが少なくなる。 Techniques of the present disclosure may result in increased surface contact area and/or decreased shear forces along the cutting surface of the implant-bone interface, resulting in poor alignment and natural lateral loading of the joint. Less breakage or slack.
本開示のアルゴリズムは、術前の解剖学的構造を復元することによってプレスフィット膝関節インプラントの主要な故障モードを解決する、患者固有の脛骨トレイ及び脛骨近位部のロボット切削経路を生成するように動作可能であってもよく、具体的には、1)骨結合を高めるために接触面積を最大化する、2)剪断力を低減し、力を顆間突起の両側に集中させる、3)インプラント周辺部の皮質骨接触を最大化する、4)陥没を最小限に抑え、患者固有の支持部材で安定性を高める、ことを特徴とする。 Algorithms of the present disclosure are designed to generate patient-specific tibial trays and proximal tibia robotic cutting paths that address the primary failure modes of press-fit knee implants by restoring pre-operative anatomy. Specifically, 1) maximize contact area to enhance osseointegration, 2) reduce shear forces and concentrate forces on both sides of the intercondylar process, 3) It is characterized by maximizing cortical bone contact around the implant, 4) minimizing subsidence and increasing stability with patient-specific support members.
A1.
膝関節全置換術のための患者の脛骨の切削された近位部分のための脛骨トレイである。脛骨の切削された近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、皮質骨から間隔をおいて海綿骨の周辺に形成され、脛骨の海綿骨の下層部分を露出させる少なくとも1つの空洞とを有する。脛骨トレイは、上面を有する上部と、下側脛骨係合部と、を有する本体を含んでもよい。本体は、中央海綿骨表面と接触可能な中央部分を有する下側脛骨係合部と、周辺下伸部が患者の脛骨の下層皮質骨の内面から離間されるように海綿骨表面に形成された少なくとも1つの空洞に受け入れられる周辺下伸部と、を含んでもよい。
A1.
A tibial tray for a resected proximal portion of a patient's tibia for total knee replacement surgery. The resected proximal portion of the tibia comprises a central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, and at least one formed around the cancellous bone spaced from the cortical bone and exposing an underlying portion of the cancellous bone of the tibia. and a cavity. The tibial tray may include a body having an upper portion with an upper surface and a lower tibial engaging portion. The body was formed on the cancellous surface such that the lower tibia engaging portion had a central portion contactable with the central cancellous bone surface and the peripheral inferior extension was spaced from the inner surface of the underlying cortical bone of the patient's tibia. and a peripheral underextension received in the at least one cavity.
A2.
下側脛骨係合部は、患者の脛骨の周辺皮質骨表面に支持され得る下面を有する周辺縁部を備え、周辺下伸部は、周辺縁部から内側向きに配置される、A1に記載の脛骨トレイ。
A3.
下側脛骨係合部の中央面は、非平面を含む、A1又はA2に記載の脛骨トレイ。
A4.
下側脛骨係合部の下伸部は、患者の脛骨の下層皮質骨の周辺内面の少なくとも10%の周囲に延在可能である、A1からA3のいずれかに記載の脛骨トレイ。
A5.
下側脛骨係合部は、下凸面、下凹面、及び/又は、下凸面と下凹面を含む、A1~A4のいずれかに記載の脛骨トレイ。
A6.
下側脛骨係合部が、患者の脛骨近位部の内側顆及び外側顆の大きさに対応する、間隔を空けて配置された一対の下凸面を含む、A1~A5のいずれかに記載の脛骨トレイ。
A7.
周辺下伸部は、皮質骨の内面から間隔をあけて配置された壁を含む、A1~A6のいずれかに記載の脛骨トレイ。
A8.
壁が、下層の皮質骨の内面から間隔を空けて配置されるように構成された表面を備え、本体の上部の上側表面に対して約35度の角度を有し、本体の上部の上側表面から約7mm下に延びている、A7に記載の脛骨トレイ。
A9.
壁が、患者の脛骨の下層の周辺海綿骨の周囲の少なくとも30パーセントに沿って延在する、A7又はA8のいずれかに記載の脛骨トレイ。
A10.
壁が、本体の全周囲部分に沿って延びている、A7からA9のいずれかに記載の脛骨トレイ。
A11.
下伸部が、皮質骨の内面から離間するように構成された一対の湾曲した壁を含む、A1~A10のいずれかに記載の脛骨トレイ。
A12.
下伸部が、皮質骨の内面から間隔を空けて配置されるように構成された一対の湾曲した壁を備え、中央面が、患者の脛骨の近位部分の内側顆及び外側顆に大きさが対応する間隔を空けて配置された一対の下凸面を含む、A1~A11のいずれかに記載の脛骨トレイ。
A13.
周辺下伸部は、周辺下伸部と皮質骨の内面との間に一定の隙間を画定する、A1~A12のいずれかに記載の脛骨トレイ。
A14.
本体の中央部は、下伸キールを含む、A1~A13のいずれかに記載の脛骨トレイ。
A15.
本体が、一体型本体を含む、A1~A14のいずれかに記載の脛骨トレイ。
A2.
According to A1, the inferior tibia engaging portion comprises a peripheral edge having a lower surface capable of resting against the peripheral cortical bone surface of the patient's tibia, and the peripheral inferior extension is positioned medially from the peripheral edge. tibia tray.
A3.
The tibial tray of A1 or A2, wherein the medial surface of the inferior tibial engagement portion includes a non-planar surface.
A4.
The tibial tray of any of A1-A3, wherein the inferior extension of the inferior tibia engaging portion can extend around at least 10% of the peripheral inner surface of the underlying cortical bone of the patient's tibia.
A5.
The tibial tray of any of A1-A4, wherein the inferior tibial engagement portion includes an inferior convex surface, an inferior concave surface, and/or an inferior convex and an inferior concave surface.
A6.
according to any of A1-A5, wherein the inferior tibia engaging portion includes a pair of spaced inferior convex surfaces corresponding to the size of the medial and lateral condyles of the patient's proximal tibia. tibia tray.
A7.
The tibial tray of any of A1-A6, wherein the peripheral inferior extension includes a wall spaced from the inner surface of the cortical bone.
A8.
the wall comprising a surface configured to be spaced from the inner surface of the underlying cortical bone and having an angle of about 35 degrees with respect to the upper upper surface of the body; The tibial tray of A7, extending about 7 mm down from the .
A9.
The tibial tray of any of A7 or A8, wherein the wall extends along at least 30 percent of the circumference of the underlying peripheral cancellous bone of the patient's tibia.
A10.
The tibial tray of any of A7-A9, wherein the wall extends along the entire perimeter of the body.
A11.
The tibial tray of any of A1-A10, wherein the inferior extension includes a pair of curved walls configured to space away from the inner surface of the cortical bone.
A12.
The inferior extension includes a pair of curved walls configured to be spaced apart from the medial surface of the cortical bone, the medial surface sized to the medial and lateral condyles of the proximal portion of the patient's tibia. includes a pair of correspondingly spaced inferior convex surfaces.
A13.
The tibial tray of any of A1-A12, wherein the peripheral inferior extension defines a gap between the peripheral inferior extension and the inner surface of the cortical bone.
A14.
The tibial tray of any of A1-A13, wherein the central portion of the body includes a inferior extensor keel.
A15.
The tibial tray of any of A1-A14, wherein the body comprises a unitary body.
B1.
患者の膝関節全置換術のための患者固有の脛骨トレイを形成するための方法であって、法は、
患者の脛骨の患者固有の切削された近位部分を決定するステップであって、患者の脛骨の切削された近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、皮質骨から間隔をおいて海綿骨の周辺に形成されて脛骨の海綿骨の下層部分を露出する少なくとも1つの空洞とを有する、ステップと、
上面を有する上部および下側脛骨係合部を有する本体を含む患者特定脛骨トレイを形成するステップであって、下側脛骨係合部は、中央海綿骨表面と接触可能な中央部、および、周辺下伸部が患者の脛骨の下層皮質骨の内面から間隔を置いて離されるように少なくとも1つの空洞内に受け入れられる周辺下伸部を有する、ステップと、を含む。
B1.
A method for forming a patient-specific tibial tray for total knee replacement surgery in a patient, the method comprising:
determining a patient-specific resected proximal portion of the patient's tibia, wherein the resected proximal portion of the patient's tibia is spaced from the central cancellous bone surface, the peripheral cortical bone surface, and the cortical bone; at least one cavity formed around the cancellous bone at the tibia exposing the underlying portion of the cancellous bone of the tibia;
forming a patient-specific tibial tray including a body having upper and lower tibial engaging portions having an upper surface, the lower tibial engaging portion having a central portion contactable with a central cancellous bone surface and a peripheral portion; having a peripheral inferior extension received within the at least one cavity such that the inferior extension is spaced away from the inner surface of the underlying cortical bone of the patient's tibia.
B2.
プロセッサを介して、患者の脛骨の近位部を表す第1のデータを取得するステップと、プロセッサを介して、第1のデータに基づいて、患者の脛骨の患者固有の切削される近位部に対応する第2のデータを決定するステップとを更に含み、プロセッサを介して形成することは、第2のデータに基づく、3Dプリント、鍛造、鋳造を含む、B1に記載の方法。
B2.
第1のデータを取得するステップは、CTスキャンデータ及び/又はX線を取得するステップを含み、決定するステップは、得られた第1のデータに基づいて患者の脛骨の患者固有の切削される近位部分を決定するステップを含む、B1に記載の方法。
B3.
下層の海綿骨の周縁に沿って延びる深さ及び量に基づいて、下側の脛骨係合部のサイズ及び形状を最大化するステップを更に含む、B1又はB2に記載の方法。
B20.
Fx=Fcos(θ)の式に基づいて、インプラントと骨との接触面に基づく剪断力及び局所力を低減するステップを更に含む、B17~B19のうちの1つに記載の方法。
B2.
obtaining, via a processor, first data representing a proximal portion of the patient's tibia; and via the processor, a patient-specific cut proximal portion of the patient's tibia based on the first data; and wherein forming via the processor comprises 3D printing, forging, casting based on the second data.
B2.
Obtaining the first data includes obtaining CT scan data and/or X-rays, and determining a patient-specific resection of the patient's tibia based on the obtained first data. The method of B1, comprising determining the proximal portion.
B3.
The method of B1 or B2, further comprising maximizing the size and shape of the underlying tibia engagement portion based on the depth and amount of circumferential extension of the underlying cancellous bone.
B20.
The method of one of B17-B19, further comprising reducing shear forces and local forces based on the interface between the implant and the bone based on the formula Fx=Fcos(θ).
C1.
膝関節全置換術のための患者の脛骨の切削された近位部分のための脛骨トレイであって、脛骨の切削された近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、海綿骨の周辺に形成された少なくとも1つの空洞とを有している、脛骨トレイ。脛骨トレイは、本体を含み、本体は、上面を有する上部、および下側脛骨係合部を含む。下側脛骨係合部は、中央海綿骨表面と接触可能な中央表面を有する中央部分と、周辺下伸外面部が患者の脛骨の下層皮質骨の内面の起伏に対応するように海綿骨表面に形成された少なくとも1つの空洞内に受容可能な周辺下伸部とを含む。
C1.
A tibial tray for a resected proximal portion of a patient's tibia for total knee arthroplasty, the resected proximal portion of the tibia comprising a central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface and a cancellous bone. and at least one cavity formed around the bone. The tibial tray includes a body including an upper portion having an upper surface and a lower tibial engaging portion. The inferior tibia engaging portion has a central portion having a central surface contactable with the central cancellous bone surface, and a peripheral inferoextensive outer surface portion that rests against the cancellous bone surface so as to correspond to the undulations of the inner surface of the underlying cortical bone of the patient's tibia. and a peripheral inferior extension receivable within the at least one cavity formed.
C2.
C1に記載の脛骨トレイであり、周辺下伸部が、周辺下伸部の近位部分から周辺部の遠位部分まで延びる周辺下伸外面部の少なくとも一部を含み、周辺下伸外面部の少なくとも一部は、皮質骨の下層凹状の内面に隣接して配置されるように、切削面に沿って皮質骨の上縁部分の起伏に対応するように輪郭付けられる。
C3.
C2に記載の脛骨トレイであり、周辺下伸外面部の近位部分から遠位部分までの少なくとも一部の輪郭が、切削面に対して直角である。
C4.
C1に記載の脛骨トレイであり、周辺下伸部が、周辺下伸部の近位部分から周辺部の遠位部分まで延びる周辺下伸外面部の少なくとも一部を含み、下伸部は、切削面に沿って皮質骨の上縁部分の輪郭に対応するように輪郭付けされた近位部分と、切削面に沿って皮質骨の上縁部分の輪郭から内側に配置されるように輪郭付けされた遠位部分とを有する。
C2.
The tibial tray of C1, wherein the peripheral inferior extension includes at least a portion of the peripheral inferior extension surface extending from a proximal portion of the peripheral inferior extension to a distal portion of the peripheral inferior extension; At least a portion is contoured to correspond to the undulations of the upper marginal portion of the cortical bone along the cutting surface so as to be positioned adjacent the underlying concave inner surface of the cortical bone.
C3.
The tibial tray of C2, wherein at least a portion of the peripheral inferior extensor surface from the proximal portion to the distal portion is contoured perpendicular to the cutting surface.
C4.
The tibial tray of C1, wherein the peripheral inferior extension includes at least a portion of a peripheral inferior extension surface extending from a proximal portion of the peripheral inferior extension to a distal portion of the peripheral inferior extension, wherein the inferior extension includes a cutting A proximal portion contoured to correspond to the contour of the upper edge portion of the cortical bone along the plane, and a proximal portion contoured to lie medially from the contour of the upper edge portion of the cortical bone along the cutting surface. and a distal portion.
D1.
膝関節置換術のための患者の脛骨の切削された近位部分のための脛骨トレイであって、脛骨の切削された近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、下層皮質骨の内面の少なくとも一部を露出するように海綿骨に形成された少なくとも1つの空洞とを有する。脛骨トレイは、上面を有する上部、および下側脛骨係合部を含む本体を含む。下側脛骨係合部は、中央海綿骨表面と接触可能な中央表面を有する中央部分と、海綿骨表面に形成された少なくとも1つの空洞に受け入れられる周辺下伸部とを含み、周辺下伸部の表面は患者の脛骨の皮質骨の露出した下層内面と接触可能である。
D1.
A tibial tray for a resected proximal portion of a patient's tibia for knee replacement surgery, the resected proximal portion of the tibia comprising a central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, and an underlying cortex. and at least one cavity formed in cancellous bone to expose at least a portion of the inner surface of the bone. The tibial tray includes a body including an upper portion having an upper surface and a lower tibial engagement portion. The inferior tibia engaging portion includes a central portion having a central surface contactable with the central cancellous bone surface and a peripheral inferior extension received in at least one cavity formed in the cancellous bone surface; is contactable with the exposed underlying inner surface of the patient's tibia cortical bone.
D2.
D1に記載の脛骨トレイであって、下側脛骨係合部が、患者の脛骨の周辺皮質骨表面に支持され得る下面を有する周辺縁部を含み、周辺下伸部は、周辺縁部の内側に向かって配置される。
D3.
D1に記載の脛骨トレイであって、下側脛骨係合部の中央面は、平面ではない面を含む。
D4.
D1に記載の脛骨トレイであって、下側脛骨係合部の下伸部の表面は、患者の脛骨の下層皮質骨の周辺内面の少なくとも10パーセントに接触可能である。
D5.
D1に記載の脛骨トレイであって、下側脛骨係合部が、下凸面、下凹面、及び/又は、下凸面と下凹面を含む。
D6.
D1に記載の脛骨トレイであって、下側脛骨係合部が、患者の脛骨の近位部分の内側顆及び外側顆に大きさが対応する一対の間隔を空けて配置された下凸面を含む。
D7.
D1に記載の脛骨トレイであって、周辺下伸部が、皮質骨の露出した内面に対して接触可能な壁を含む。
D8.
D7に記載の脛骨トレイであって、壁が、下層皮質骨の露出した内面に対して接触可能な表面を含み、本体の上部の上面に対して約35度の角度を有し、本体の上部の上面から約7mm下に延びる。
D9.
D7に記載の脛骨トレイであって、壁が、患者の脛骨の下層皮質骨の周辺内面の少なくとも30%の周囲に沿って延びる。
D10.
D7に記載の脛骨トレイであって、壁が、本体の中央部分全体に沿って延びる。
D11.
D1に記載の脛骨トレイであって、下伸部が、皮質骨の内面の間隔をあけた部分に対して接触可能な一対の湾曲した壁を含む。
D12.
D1に記載の脛骨トレイであって、下伸部が、内面の皮質骨の間隔をあけた部分に対して接触可能な一対の湾曲した壁を含み、中央面が、患者の脛骨の近位部分の内側顆および外側顆に大きさが対応する間隔をあけた一対の下凸面を含む。
D13.
D1に記載の脛骨トレイであって、下伸部が、内側の皮質骨の開口部を通って延び、皮質骨の外面に整合可能な縁を有する少なくとも1つの下伸ピンを含む。
D14.
D1に記載の脛骨トレイであって、本体の中央部分は、下伸キールを含む。
D15.
D1に記載の脛骨トレイであって、本体が一体型本体を含む。
D2.
The tibial tray of D1, wherein the inferior tibia engaging portion includes a peripheral edge having a lower surface capable of resting against the peripheral cortical bone surface of the patient's tibia, and the peripheral inferior extension is medial of the peripheral edge. placed towards.
D3.
The tibial tray of D1, wherein the medial surface of the inferior tibial engagement portion includes a non-planar surface.
D4.
The tibial tray of D1, wherein the inferior extension surface of the inferior tibia engaging portion is capable of contacting at least 10 percent of the peripheral inner surface of the underlying cortical bone of the patient's tibia.
D5.
The tibial tray of D1, wherein the inferior tibial engagement portion includes an inferior convex surface, an inferior concave surface, and/or an inferior convex and an inferior concave surface.
D6.
The tibial tray of D1, wherein the inferior tibial engaging portion includes a pair of spaced apart inferior convex surfaces corresponding in size to the medial and lateral condyles of the proximal portion of the patient's tibia. .
D7.
The tibial tray of D1, wherein the peripheral inferior extension includes a wall contactable against the exposed inner surface of the cortical bone.
D8.
The tibial tray of D7, wherein the wall includes a surface contactable to the exposed inner surface of the underlying cortical bone and has an angle of about 35 degrees to the upper surface of the upper portion of the body and the upper portion of the body. extends about 7 mm below the top surface of the
D9.
The tibial tray of D7, wherein the wall extends around at least 30% of the peripheral inner surface of the underlying cortical bone of the patient's tibia.
D10.
The tibial tray of D7, wherein the wall extends along the entire central portion of the body.
D11.
The tibial tray of D1, wherein the inferior extension includes a pair of curved walls contactable against spaced apart portions of the inner surface of the cortical bone.
D12.
The tibial tray of D1, wherein the inferior extension includes a pair of curved walls contactable against spaced portions of the cortical bone of the medial surface and the medial surface is the proximal portion of the patient's tibia. a pair of spaced inferior convex surfaces corresponding in size to the medial and lateral condyles of the .
D13.
The tibial tray of D1, wherein the inferior extension includes at least one inferior extension pin extending through an opening in the medial cortical bone and having a rim compliant with the outer surface of the cortical bone.
D14.
The tibial tray of D1, wherein the central portion of the body includes the inferior extensor keel.
D15.
The tibial tray of D1, wherein the body comprises a unitary body.
E1.
患者の膝関節置換術のための患者固有の脛骨トレイを形成するための方法であって、
方法は、
患者の脛骨の患者固有の切削された近位部分を決定するステップを含み、
患者の脛骨の切削された近位部分は、上側中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、脛骨の下層皮質骨の内面の少なくとも一部を露出する海綿骨中の1つ以上の空洞及び/又は開口とを有し、
方法はまた、
上面を有する上部と下側脛骨係合部とを有する本体を含む患者固有の脛骨トレイを形成するステップを含み、
下側脛骨係合部は、海綿骨表面と接触可能な中央部分と、1つまたは複数の空洞及び/又は開口に受け入れられる周辺下伸部と、を含み、患者の脛骨の皮質骨の露出した下層内面と接触可能な1つ以上の表面を有する。
E1.
A method for forming a patient-specific tibial tray for a patient's knee replacement, comprising:
The method is
determining a patient-specific resected proximal portion of the patient's tibia;
The resected proximal portion of the patient's tibia has one or more cavities and/or cavities in the cancellous bone exposing at least a portion of the upper central cancellous bone surface, the peripheral cortical bone surface, and the inner surface of the underlying cortical bone of the tibia. or an opening,
The method also
forming a patient-specific tibial tray including a body having an upper portion having an upper surface and a lower tibial engagement portion;
The inferior tibia engaging portion includes a central portion contactable with a cancellous bone surface and a peripheral inferior extension received in one or more cavities and/or openings to expose exposed cortical bone of the patient's tibia. It has one or more surfaces that are contactable with the underlying inner surface.
E2.
プロセッサを介して、患者の脛骨の近位部分を表す第1のデータを取得するステップと、プロセッサを介して、第1のデータに基づいて、患者の脛骨の患者固有の切削される近位部分に対応する第2のデータを決定するステップとを更に含み、プロセッサを介して形成することは、第2のデータに基づいて、3Dプリント、鍛造、鋳造することを含む、E1に記載の方法。
E3.
第1のデータを取得するステップが、CTスキャンデータ及び/又はX線を取得することを含み、決定するステップが、得られた第1のデータに基づいて患者の脛骨の患者固有の切削される近位部を決定することを含む、E2に記載の方法。
E4.
下層皮質骨の内面部分の周囲に沿って延びる表面の深さ及び量に基づいて、下側脛骨係合部の1つ以上の表面を最大化するステップを更に含む、E2に記載の方法。
E5.
Fx=Fcos(θ)の式に基づくインプラント対骨接触面に基づいて、剪断力及び局所的な力を低減するステップを更に含む、E2に記載の方法。
E2.
obtaining, via a processor, first data representing a proximal portion of the patient's tibia; and via the processor, a patient-specific cut proximal portion of the patient's tibia based on the first data; and wherein forming via the processor includes 3D printing, forging, casting based on the second data.
E3.
The step of obtaining first data includes obtaining CT scan data and/or X-rays, and the step of determining is a patient-specific resection of the patient's tibia based on the obtained first data. The method of E2, comprising determining the proximal portion.
E4.
The method of E2, further comprising maximizing one or more surfaces of the inferior tibia engaging portion based on the depth and amount of surface extending along the perimeter of the inner surface portion of the underlying cortical bone.
E5.
The method of E2, further comprising reducing shear and local forces based on the implant-to-bone interface based on the formula Fx=Fcos(θ).
本明細書の教示に基づいて当業者が認識し得るように、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の上述の実施形態及び他の実施形態に対して多数の変更及び修正を行うことができる。添付の要約および図面を含む本明細書に開示されたデバイス及び/又は装置のインプラントおよび他の構成要素は、意図された目的のために同様の機能を提供するために、当業者に知られているように、同じ、同等または同様の目的を果たす、別の実施形態に開示されたものなどの代替構成要素または構成によって置き換えられることができる。さらに、デバイス及び装置は、本明細書で説明及び図示されるような実施形態よりも多い又は少ない構成要素又は構成を含んでもよい。したがって、現在好ましい実施形態のこの詳細な説明は、本発明を限定するものではなく、例示的なものとして受け取られるべきである。 Numerous changes and modifications can be made to the above-described and other embodiments of the invention without departing from the scope of the invention, as would be appreciated by those skilled in the art based on the teachings herein. can be done. Implants and other components of the devices and/or apparatus disclosed herein, including the accompanying abstracts and drawings, are known to those skilled in the art to serve similar functions for their intended purposes. As such, it may be replaced by an alternative component or configuration, such as those disclosed in other embodiments, serving the same, equivalent or similar purpose. Additionally, devices and apparatus may include more or fewer components or configurations than the embodiments as described and illustrated herein. Accordingly, this detailed description of the presently preferred embodiments should be taken as illustrative rather than limiting of the invention.
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的のみのものであり、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用されるように、単数表現は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、複数の場合も含むことが意図される。用語「備える」、「有する」、「含む」、または「包含する」は、オープンエンドなリンク動詞であることが更に理解されるであろう。その結果、1つ以上のステップまたは要素を「含む」、「有する」、「含む」、または「包含する」方法または装置は、それらの1つ以上のステップまたは要素を保有するが、それらの1つ以上のステップまたは要素のみを保有することに限定されるものではない。同様に、1つ以上の特徴を「備える」、「有する」、「含む」、または「包含する」方法のステップまたは装置の要素は、それらの1つ以上の特徴を所有するが、それらの1つ以上の特徴のみを所有することに限定されない。さらに、ある方法で構成される装置または構造は、少なくともその方法で構成されるが、記載されていない方法で構成されることもある。 The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular terms are intended to include the plural unless the context clearly indicates otherwise. It will be further understood that the terms "comprise," "have," "include," or "include" are open-ended linking verbs. As a result, a method or apparatus that "comprises," "has," "includes," or "encompasses" one or more steps or elements retains one or more of those steps or elements but does not include one of them. It is not limited to having only one or more steps or elements. Similarly, a method step or apparatus element that “comprises,” “has,” “includes,” or “contains” one or more features possesses those one or more features but does not have one or more of those features. It is not limited to possessing only one or more characteristics. Further, a device or structure configured in a certain way may be configured in at least that way, but may also be configured in ways not described.
本発明は、好ましい実施形態を参照して説明された。本明細書に記載された建築的および動作的な実施形態は、同じ一般的な特徴、特性、および一般的な装置動作を提供するための複数の可能な配置の例示であることが理解されよう。修正および変更は、先の詳細な説明を読み、理解することにより、生じるであろう。本発明では、そのようなすべての変更および修正を含むものとして解釈されることが意図されている。 The invention has been described with reference to preferred embodiments. It will be appreciated that the architectural and operational embodiments described herein are exemplary of multiple possible arrangements for providing the same general features, properties, and general device operation. . Modifications and alterations may occur to others upon reading and understanding the preceding detailed description. It is intended that the invention be construed as including all such alterations and modifications.
Claims (111)
脛骨の切削された近位部分は、切削された海綿骨表面、切削された周辺皮質骨表面、および切削された海綿骨の下層周辺に形成された少なくとも1つの空洞を有し、
脛骨トレイシステムは、脛骨トレイを含み、
脛骨トレイは、上部と下側脛骨係合部とを含む本体を含み、
上部は、上面および周縁を含み、
下側脛骨係合部は、
切削された周辺皮質骨表面上に支持され得る周辺下面と、
切削された中央海綿骨表面上に配置可能な中央下面と、
周辺下面から内側に間隔をあけて、中央下面の少なくとも一部の周囲に延びる少なくとも1つの下伸壁と、を含み、
少なくとも1つの下伸壁は、切削された海綿骨表面の周辺に形成された少なくとも1つの空洞内に受容されることが可能であり、
脛骨トレイシステムはさらに、脛骨トレイの上面から中央下面まで延びる少なくとも1つの通路を通って伸長可能である少なくとも1つのネジを含み、
膝関節全置換術において、少なくとも1つのネジは、脛骨トレイを貫通して海綿骨の中に延び、脛骨トレイのリフトオフを抑制し、
脛骨トレイの中央下面および切削された海綿骨表面に沿って抵抗される剪断力の部分と比較して、脛骨トレイおよび患者の脛骨近位部の切削部分に対して横方向に作用する剪断力の、より大きな部分が、少なくとも1つの下伸壁および脛骨近位部の切削された外周によって抵抗される、
脛骨トレイシステム。 A tibial tray system for a resected portion extending laterally through a proximal portion of a patient's tibia for use in total knee arthroplasty, comprising:
the resected proximal portion of the tibia having a resected cancellous bone surface, a resected peripheral cortical bone surface, and at least one cavity formed around an underlying layer of the resected cancellous bone;
The tibial tray system includes a tibial tray,
The tibial tray includes a body including upper and lower tibial engagement portions;
the top includes a top surface and a rim;
The lower tibia engaging portion is
a peripheral inferior surface that can be supported on the cut peripheral cortical bone surface;
a central lower surface positionable on the resected central cancellous bone surface;
at least one inferior extension wall extending about at least a portion of the central inferior surface spaced inwardly from the peripheral inferior surface;
at least one inferior extensor wall is receivable within at least one cavity formed around the resected cancellous bone surface;
The tibial tray system further includes at least one screw extendable through at least one passage extending from the upper surface to the lower central surface of the tibial tray;
in total knee arthroplasty, at least one screw extends through the tibial tray and into cancellous bone to inhibit lift-off of the tibial tray;
The amount of shear force acting laterally to the tibial tray and the cut portion of the patient's proximal tibia compared to the portion of the shear force resisted along the medial inferior surface of the tibial tray and the cut cancellous bone surface. , a greater portion of which is resisted by at least one inferior extensor wall and the milled circumference of the proximal tibia;
Tibia tray system.
少なくとも1つのネジが単一のネジを含む、
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one passage comprises a single passage;
at least one screw comprises a single screw;
The tibial tray system of claim 1.
請求項2に記載の脛骨トレイシステム。 at least one passageway including a single passageway disposed through the central inferior surface of the tibial tray to receive the single screw;
3. The tibial tray system of claim 2.
少なくとも1つのネジが複数のネジを含む、
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one passage comprises a plurality of passages;
the at least one screw comprises a plurality of screws;
The tibial tray system of claim 1.
少なくとも1つのネジが一対のネジを含み、
脛骨トレイが、一対のネジのうちの1つを受けるように脛骨トレイの内側部分に配置される一対の通路のうちの1つを含み、
脛骨トレイが、一対のネジのうちの他の1つを受けるように脛骨トレイの外側部分に配置される一対の通路のうちの他の1つを含む、
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one passage includes a pair of passages;
at least one screw includes a pair of screws;
the tibial tray including one of a pair of passageways disposed in a medial portion of the tibial tray to receive one of the pair of screws;
the tibial tray including the other one of a pair of passageways disposed in the outer portion of the tibial tray to receive the other one of the pair of screws;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one passage includes a through hole that is countersunk;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one screw includes a head that can be positioned flush with or below the top surface of the tibial tray;
The tibial tray system of claim 1.
少なくとも1つのネジが、ネジ山を有するテーパヘッドを有するロックネジを含む、
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one passage comprises a tapered passage having threads;
at least one screw comprises a locking screw having a tapered head with threads;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one screw includes a conical shape that tapers toward the distal end;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the walls include a depth that is less than about 3 millimeters;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the walls include a depth that is less than about 5 millimeters;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the wall includes a depth that is less than about 10 millimeters;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the screws including a depth extending from the inferior surface of the tibial tray of less than about 25 millimeters;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the screws including a depth extending from the inferior surface of the tibial tray of less than about 15 millimeters;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the screw comprises a diameter of less than about 15 millimeters;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the screw comprises a diameter of less than about 5 millimeters;
The tibial tray system of claim 1.
少なくとも1つの下伸壁が、中央下面からの深さを有し、
その深さはその厚みより大きい、
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the body including the thickness from the top surface to the center bottom surface,
at least one inferior extension wall has a depth from the central inferior surface;
its depth is greater than its thickness,
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall comprises a continuous surrounding wall;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the at least one inferior extension wall includes a first U-shaped wall and a spaced apart second U-shaped wall;
The tibial tray system of claim 1.
第3の壁の深さは、第1のU字形の壁、および第2のU字形の壁の深さより小さい、
請求項19に記載の脛骨トレイシステム。 the at least one inferior extension wall includes a third wall disposed between the first U-shaped wall and the spaced apart second U-shaped wall;
the depth of the third wall is less than the depth of the first U-shaped wall and the second U-shaped wall;
20. The tibial tray system of claim 19.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall comprises a C-shaped wall;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the inferior tibia engaging portion includes a medial surface including a plane extending entirely over the medial medial surface from the at least one inferior extensor wall;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the inferior tibia engagement portion does not include a keel;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall includes a depth greater than 5 millimeters;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall includes a depth of between 5 millimeters and 10 millimeters from the median plane;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall positioned between 2 millimeters and 5 millimeters inward from the periphery;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall comprises a constant thickness;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall comprises a thickness between 2 millimeters and 10 millimeters;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall comprises a constant thickness of 3 millimeters;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extensor wall includes a thickness greater than 25 percent of the width between the medial and lateral portions of the tibial tray;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall includes a constant depth;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall includes a tapered depth;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall includes parallel inferior inferior extension surfaces and inferior inferior extension surfaces;
The tibial tray system of claim 1.
請求項33に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall includes parallel inferior inferior extension surfaces and inferior inferior extension surfaces arranged perpendicular to the upper surface;
34. The tibial tray system of claim 33.
請求項33に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall includes parallel inferior inferior extension surfaces and inferior inferior extension surfaces disposed non-perpendicular to the upper surface;
34. The tibial tray system of claim 33.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall includes an inferior extension outer surface disposed at an angle between 10 and 30 degrees from normal to the upper surface;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior wall includes an inferior outer surface disposed non-perpendicular to the upper surface and an inferior inner surface disposed perpendicular to the upper surface;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extension wall includes an inferior inferior extension surface and an inferior extension inner surface terminating at an acute angle;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the inferior tibia engaging portion includes a central portion including an undulating surface;
The tibial tray system of claim 1.
請求項39に記載の脛骨トレイシステム。 the inferior tibia engaging portion includes at least one of an inferior convex surface, an inferior concave surface, and/or an inferior convex and an inferior concave surface;
40. The tibial tray system of Claim 39.
請求項40に記載の脛骨トレイシステム。 the contoured surfaces correspond to the articular surface of the medial condyle and the articular surface of the lateral condyle of the proximal portion of the patient's tibia;
41. The tibial tray system of claim 40.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the at least one inferior extensor wall is sized and configured such that the outer surface of the at least one inferior extensor wall is spaced from the inner surface of the underlying cortical bone;
The tibial tray system of claim 1.
請求項42に記載の脛骨トレイシステム。 the at least one inferior extensor wall is sized and configured such that the outer surface of the at least one inferior extensor wall defines a gap from the inner surface of the cortical bone of between 1 and 3 millimeters;
43. The tibial tray system of claim 42.
請求項42に記載の脛骨トレイシステム。 the at least one inferior extensor wall is sized and configured such that the outer surface of the at least one inferior extensor wall defines a gap of 2 millimeters from the inner surface of the cortical bone;
43. The tibial tray system of claim 42.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extensor wall is sized and configured to be engageable with an inner surface of the underlying cortical bone;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 at least one inferior extensor wall includes an outer surface that conforms to corresponding adjacent inner surface undulations of the underlying cortical bone along the depth of the at least one inferior extensor wall;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 the inferior tibia engaging portion is received in the second at least one cavity of the resected tibia of the patient and includes a second at least one inferior extension engageable with the opening in the underlying cortical bone;
The tibial tray system of claim 1.
請求項47に記載の脛骨トレイシステム。 the second at least one inferior extension includes at least one inferior extension post;
48. The tibial tray system of claim 47.
請求項48に記載の脛骨トレイシステム。 the inferior extension post includes an edge alignable with the outer surface of the cortical bone;
49. The tibial tray system of claim 48.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 A tibial tray includes a body having an inner portion and a spaced apart outer portion defining a cavity therebetween;
The tibial tray system of claim 1.
請求項50に記載の脛骨トレイシステム。 A lower tibia engaging portion was positioned on the medial portion, spaced apart from the at least one inferior extensor wall, and a first inferior extensor post, spaced from the at least one inferior extensor wall, on the lateral portion. including a second downward extension post;
51. The tibial tray system of claim 50.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 a tibial tray comprising a monolithic structure and material;
The tibial tray system of claim 1.
請求項1に記載の脛骨トレイシステム。 further comprising a cutting guide having at least one opening for forming at least one cavity in the proximal portion of the tibia to be cut;
The tibial tray system of claim 1.
請求項37に記載の脛骨トレイシステム。 further comprising a milling tool having a proximal diameter sized larger than the opening and a distal diameter sized to pass through the opening;
38. The tibial tray system of claim 37.
脛骨トレイの周縁から内側に間隔をあけて配置され、中央下面の少なくとも一部の周囲に延びる少なくとも1つの下伸壁、および上面から中央下面まで延びる少なくとも1つの通路を有する脛骨トレイを提供するステップと、
切削した海綿骨表面の周辺に形成される少なくとも1つの空洞に少なくとも1つの下伸壁を挿入するステップと、
脛骨トレイの周縁を横方向に切削された周辺皮質骨表面に配置し、中央下面を横方向に切削された海綿骨表面に配置するステップと、
少なくとも1つのネジを少なくとも1つの通路内及び海綿骨内に固定するステップと、
を含む方法であって、
膝関節全置換術において、少なくとも1つのネジは脛骨トレイのリフトオフを抑制し、脛骨トレイの中央下面及び切削された海綿骨表面に沿って抵抗される剪断力の一部と比較して、脛骨トレイ及び患者の脛骨近位部の切削部分に横方向に作用する剪断力の、より大きな部分が、少なくとも1つの下伸壁及び切削された脛骨近位部の外周によって抵抗される、
方法。 Cutting a proximal portion of the patient's tibia, the cut proximal portion of the tibia comprising a laterally cut cancellous bone surface, a laterally cut peripheral cortical bone surface, and a cut laterally cut peripheral cortical bone surface. having at least one cavity formed around cancellous bone;
Providing a tibial tray having at least one inferior extensor wall spaced medially from the periphery of the tibial tray and extending around at least a portion of the central inferior surface and at least one passageway extending from the superior surface to the inferior central surface. and,
inserting at least one inferior extensor wall into at least one cavity formed around the resected cancellous bone surface;
placing the peripheral edge of the tibial tray on the laterally cut peripheral cortical bone surface and placing the central inferior surface on the laterally cut cancellous bone surface;
securing at least one screw within the at least one passageway and within the cancellous bone;
a method comprising
In a total knee arthroplasty, the at least one screw inhibits lift-off of the tibial tray compared to a portion of the shear forces resisted along the medial inferior surface of the tibial tray and the cut cancellous bone surface. and a greater portion of the shear force acting laterally on the cut portion of the patient's proximal tibia is resisted by the at least one inferior extensor wall and the cut proximal tibia circumference;
Method.
少なくとも1つの下伸壁が、連続して囲む壁を含む、
請求項55に記載の方法。 at least one cavity comprises a continuous cavity along the perimeter of the underside of the cancellous bone to be cut;
at least one inferior extension wall comprises a continuous surrounding wall;
56. The method of claim 55.
少なくとも1つの下伸壁が、第1のU字形の壁、および離間した第2のU字形の壁を含む、
請求項55に記載の方法。 the at least one cavity includes a first U-shaped cavity and a second spaced apart U-shaped cavity;
the at least one inferior extension wall includes a first U-shaped wall and a spaced apart second U-shaped wall;
56. The method of claim 55.
少なくとも1つの下伸壁が、C字形の壁を含む、
請求項55に記載の方法。 at least one cavity comprises a C-shaped cavity;
at least one inferior extension wall comprises a C-shaped wall;
56. The method of claim 55.
請求項55に記載の方法。 the tibial tray does not include a keel;
56. The method of claim 55.
請求項55に記載の方法。 In a total knee arthroplasty, the medial inferior surface of the inferior tibial engagement portion includes a plane extending over the resected cancellous bone.
56. The method of claim 55.
請求項55に記載の方法。 In a total knee arthroplasty, the central inferior surface of the inferior tibial engagement portion includes an undulating surface extending over the resected cancellous bone.
56. The method of claim 55.
請求項55に記載の方法。 in a total knee arthroplasty, the entirety of at least one inferior extensor wall is spaced from the inner surface of the cortical bone;
56. The method of claim 55.
請求項55に記載の方法。 In total knee arthroplasty, at least one inferior extensor wall is in contact with the inner surface of the cortical bone.
56. The method of claim 55.
請求項55に記載の方法。 in a total knee arthroplasty, the at least one inferior extensor wall includes an outer surface that conforms to the medial contours of the corresponding adjacent medial surface of the cortical bone along the depth of the at least one inferior extensor wall;
56. The method of claim 55.
請求項55に記載の方法。 The cutting step includes using a cutting guide having at least one opening for forming at least one cavity in the cut proximal portion of the tibia.
56. The method of claim 55.
請求項65に脛骨トレイ。 The cutting step uses a milling tool having a proximal diameter sized larger than the opening and a distal diameter sized to pass through the opening to form at least one cavity in the cut proximal portion of the tibia. including to
66. A tibial tray according to claim 65.
方法は、
少なくとも1つのプロセッサを介して、患者の脛骨の近位部分を表す第1のデータを取得するステップを含み、第1のデータは、患者の脛骨の近位部分が内側海綿骨、及び外面及び内面を有する周辺皮質骨を有することに対応し、
方法はまた、
少なくとも1つのプロセッサを介して、第1のデータに基づいて、患者の脛骨の患者固有の切削される近位部分を表す第2のデータを決定するステップを含み、
患者の脛骨の切削される近位部分は、中央海綿骨表面と、周辺皮質骨表面と、切削される海綿骨の下側の周辺に形成される少なくとも1つの空洞とを有し、少なくとも1つの空洞が、切削される皮質骨の隣接内表面部分に対応する外側の起伏のある表面部分を有し、
方法はまた、
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップを含み、
患者固有の脛骨トレイは、上面を含む上部および下側脛骨係合部を有する本体を含み、下側脛骨係合部は、切削された中央海綿骨表面と接触可能な中央部を有し、少なくとも1つの下伸壁は、少なくとも1つの空洞の中に収容され、少なくとも1つの通路は、上面から中央下面まで延び、
膝関節全置換術において、少なくとも1つのネジが脛骨トレイのリフトオフを抑制し、脛骨トレイの中央下面及び切削された海綿骨表面に沿って抵抗され得る剪断力の部分と比較して、脛骨トレイ及び患者の脛骨近位部の切削部分に横方向に作用する剪断力の、より大きな部分が、少なくとも1つの下伸壁及び切削された脛骨近位部の周囲によって抵抗され得る、
方法。 A method of forming a patient-specific tibial tray for total knee replacement surgery in a patient, comprising:
The method is
Acquiring, via at least one processor, first data representing a proximal portion of the patient's tibia, the first data indicating that the proximal portion of the patient's tibia is the medial cancellous bone and the lateral and medial surfaces. corresponding to having peripheral cortical bone with
The method also
determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific resected proximal portion of the patient's tibia based on the first data;
The resected proximal portion of the patient's tibia has a central cancellous bone surface, a peripheral cortical bone surface, and at least one cavity formed around the underside of the resected cancellous bone; the cavity has an outer contoured surface portion corresponding to an adjacent inner surface portion of the cortical bone to be cut;
The method also
forming, via at least one processor, a patient-specific tibial tray based on the second data;
A patient-specific tibial tray includes a body having upper and lower tibial engaging portions including an upper surface, the lower tibial engaging portion having a central portion contactable with a cut central cancellous bone surface, and at least a downward extending wall is received in the at least one cavity, the at least one passageway extending from the upper surface to the central lower surface;
In a total knee arthroplasty, the at least one screw inhibits lift-off of the tibial tray, compared to the portion of the shear force that can be resisted along the medial inferior surface of the tibial tray and the cut cancellous bone surface. a greater portion of the shear forces acting laterally on the cut portion of the patient's proximal tibia can be resisted by the at least one inferior extensor wall and the perimeter of the cut proximal tibia;
Method.
Fx=Fcos(θ)の式を採用して、インプラントと骨との接触面に基づく剪断力及び局所力を低減することを含む、
請求項67に記載の方法。 Determining second data via at least one processor comprises:
Employing the formula Fx=Fcos(θ) to reduce the shear and local forces based on the interface between the implant and the bone;
68. The method of claim 67.
請求項67に記載の方法。 Determining, via the at least one processor, second data representing a patient-specific resected proximal portion of the patient's tibia is performed in a total knee arthroplasty on an upper portion and a resected portion of the patient's tibia. optimizing the size and position of at least one cavity to support shear forces between the proximal portion;
68. The method of claim 67.
請求項67に記載の方法。 forming via at least one processor comprises 3D printing, forging, or casting;
68. The method of claim 67.
請求項67に記載の方法。 acquiring the first data comprises acquiring CT scan data and/or X-ray data;
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、少なくとも1つの下伸壁が、第1のU字形の空洞および離間した第2のU字形の空洞にそれぞれ受けられる、第1のU字形の壁、および離間した第2のU字形の壁を含むことを含む、
請求項67に記載の方法。 Determining, via the at least one processor, the second data determines that the at least one cavity extends into cancellous bone including a first U-shaped cavity and a second spaced apart U-shaped cavity. including
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, includes forming the at least one inferior extensor wall into a first U-shaped cavity and spaced apart second U-shaped cavities. including a first U-shaped wall and a spaced apart second U-shaped wall, each received in a cavity of the
68. The method of claim 67.
第3の空洞の深さは、第1のU字形の空洞、および第2のU字形の空洞の深さより小さく、
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、少なくとも1つの下伸壁が、第1のU字形の壁と、離間した第2のU字形の壁との間に配置される第3の壁を含むことを含む、
請求項72に記載の方法。 Determining, via the at least one processor, the second data comprises the step of determining, via the at least one processor, the at least one cavity located between the first U-shaped cavity and the spaced apart second U-shaped cavity; extending into cancellous bone comprising 3 cavities;
the depth of the third cavity is less than the depth of the first U-shaped cavity and the second U-shaped cavity;
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, includes forming the at least one inferior extensor wall into a first U-shaped wall and a spaced apart second U-shaped wall. including a third wall positioned between the glyph wall;
73. The method of claim 72.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、少なくとも1つの下伸壁が、C字形の空洞に受けられる、C字形の壁を含むことを含む、
請求項67に記載の方法。 determining, via the at least one processor, the second data including the at least one cavity extending into cancellous bone including the C-shaped cavity;
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, wherein the at least one inferior extensor wall includes a C-shaped wall received in the C-shaped cavity. including,
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、本体の周辺の少なくとも10%に沿って延びる少なくとも1つの下伸壁を含む患者固有の脛骨トレイを含む、
請求項67に記載の方法。 Determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific proximal portion to be cut of the patient's tibia includes at least one cavity along at least 10% of the circumference of cancellous bone. ,
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, includes: forming a patient-specific tibial tray including at least one inferior extensor wall extending along at least 10% of the circumference of the body; including tray
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、本体の周辺の少なくとも30%に沿って延びる少なくとも1つの下伸壁を含む患者固有の脛骨トレイを含む、
請求項67に記載の方法。 Determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific proximal portion to be cut of the patient's tibia includes at least one cavity along at least 30% of the circumference of cancellous bone. ,
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, includes: forming a patient-specific tibial tray including at least one inferior extensor wall extending along at least 30% of the circumference of the body; including tray
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、少なくとも1つの下伸壁が、中央海綿骨表面の周辺および下層皮質骨の内面に隣接して連続して延びる空洞を含む海綿骨内に延びる空洞に受けられる連続した下伸壁を含むことを含む、
請求項67に記載の方法。 Determining the second data, via the at least one processor, is performed in cancellous bone, wherein the at least one cavity comprises a cavity extending continuously around the central cancellous bone surface and adjacent the inner surface of the underlying cortical bone. including extending to
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, includes forming the at least one inferior extensor wall adjacent the central cancellous bone surface and the underlying cortical bone inner surface. comprising a continuous inferior extension wall received in a cavity extending into the cancellous bone comprising a cavity extending continuously through the cancellous bone;
68. The method of claim 67.
請求項67に記載の方法。 forming a patient-specific tibial tray based on the second data via the at least one processor includes at least one inferior extensor wall without a keel;
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップでは、一定の厚みを有する少なくとも1つの下伸壁を含む患者固有の脛骨トレイである、
請求項67に記載の方法。 Determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific proximal portion to be cut of the patient's tibia includes the at least one cavity having a constant thickness;
forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, the patient-specific tibial tray including at least one inferior extensor wall having a constant thickness;
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップでは、患者固有の脛骨トレイが、2ミリメートルと10ミリメートルとの間の一定の厚みを有する少なくとも1つの下伸壁を含む、
請求項67に記載の方法。 Determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific proximal portion to be cut of the patient's tibia includes: including having a thickness;
Forming the patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, includes forming the patient-specific tibial tray with at least one thickness having a constant thickness between 2 millimeters and 10 millimeters. including two inferior extension walls,
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップでは、患者固有の脛骨トレイが、本体の内側部分と外側部分との間の幅の25パーセントよりも大きい厚みを有する少なくとも1つの下伸壁を含む、
請求項67に記載の方法。 Determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific proximal resected portion of the patient's tibia comprises: determining, via at least one processor, the at least one cavity in a medial portion of the proximal portion of the tibia to be resected; having a thickness greater than 25 percent of the width between and the outer portion;
Forming the patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, wherein the patient-specific tibial tray is greater than 25 percent of the width between the medial portion and the lateral portion of the body. at least one inferior extension wall having a thickness greater than
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップでは、患者固有の脛骨トレイが、一定の深さを有する少なくとも1つの下伸壁を含む、
請求項67に記載の方法。 Determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific proximal portion to be cut of the patient's tibia includes the at least one cavity having a constant depth;
forming the patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, wherein the patient-specific tibial tray includes at least one inferior extensor wall having a constant depth;
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップでは、患者固有の脛骨トレイが、5ミリメートルより大きい一定の深さを有する少なくとも1つの下伸壁を含む、
請求項67に記載の方法。 Determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific proximal portion of the patient's tibia to be resected, wherein the at least one cavity has a constant depth greater than 5 millimeters. including
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, wherein the patient-specific tibial tray includes at least one inferior extensor wall having a constant depth greater than 5 millimeters. including,
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップでは、患者固有の脛骨トレイが、10ミリメートルより大きい一定の深さを有する少なくとも1つの下伸壁を含む、
請求項67に記載の方法。 Determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific proximal portion of the patient's tibia to be resected, wherein the at least one cavity has a constant depth greater than 10 millimeters. including
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, wherein the patient-specific tibial tray includes at least one inferior extensor wall having a constant depth greater than 10 millimeters. including,
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップでは、患者固有の脛骨トレイが、先細りの深さを有する少なくとも1つの下伸壁を含む、
請求項67に記載の方法。 determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific proximal portion to be cut of the patient's tibia includes the at least one cavity having a tapered depth;
forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, wherein the patient-specific tibial tray includes at least one inferior extensor wall having a tapered depth;
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、下側脛骨係合部が、起伏のある面を有する中央部を有することを含む、
請求項67に記載の方法。 determining, via the at least one processor, the second data comprising the midcancellous bone surface to be resected having an undulating surface;
forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, including the inferior tibial engaging portion having a central portion having an undulating surface;
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、下側脛骨係合部が、凸面を有する、凹面を有する、及び/又は、凸面と凹面を有する中央部のうちの少なくとも1つを有することを含む、
請求項67に記載の方法。 determining, via the at least one processor, the second data comprising the central cancellous bone surface to be resected having a convex surface, a concave surface, and/or at least one of a convex surface and a concave surface;
forming the patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, wherein the inferior tibial engagement portion has a convex surface, a concave surface, and/or a convex and a concave surface; having at least one of the central portions having
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、下側脛骨係合部が、患者の脛骨の近位部分の内側顆の関節面及び外側顆の関節面に対応する起伏のある面を有する中央部を有することを含む、
請求項87に記載の方法。 Determining, via the at least one processor, second data is the undulations in which the cut midcancellous bone surface corresponds to the articular surface of the medial condyle and the articular surface of the lateral condyle of the proximal portion of the patient's tibia. including having an aspect of
Forming the patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, comprises: the lower tibial engaging portion aligning with the articular surface of the medial condyle of the proximal portion of the patient's tibia; having a central portion with an undulating surface corresponding to the articular surface of the condyle;
88. The method of claim 87.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、下側脛骨係合部が、平面を有する中央部を有することを含む、
請求項67に記載の方法。 determining, via the at least one processor, the second data including that the cut central cancellous bone surface has a planar surface;
forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, including the inferior tibial engaging portion having a central portion having a planar surface;
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、海綿骨内に配置され得て、下層皮質骨の内面部から離間する少なくとも1つの下伸壁を含む、
請求項67に記載の方法。 determining, via the at least one processor, the second data including the at least one cavity extending away from an inner surface of the underlying cortical bone;
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, may include at least one inferior extensor spaced apart from an inner surface of the underlying cortical bone and positioned within the cancellous bone. including walls
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、海綿骨内に配置され得て、下層皮質骨の内面部から離間して、1ミリメートルと3ミリメートルとの間の隙間を画定する少なくとも1つの下伸壁を含む、
請求項90に記載の方法。 Determining second data, via the at least one processor, determines that the at least one cavity extends and is spaced apart from the inner surface of the underlying cortical bone to define a gap of between 1 millimeter and 3 millimeters. including
Forming the patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, can be positioned within the cancellous bone and spaced from the inner surface of the underlying cortical bone by a distance of 1 millimeter and more. at least one inferior extension wall defining a gap of between 3 millimeters;
91. The method of claim 90.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、海綿骨内に配置され得て、下層皮質骨の内面部から離間して、2ミリメートルの隙間を画定する少なくとも1つの下伸壁を含む、
請求項90に記載の方法。 determining, via the at least one processor, the second data including the at least one cavity extending and spaced apart from an inner surface of the underlying cortical bone to define a gap of 2 millimeters;
Forming the patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, can be positioned within the cancellous bone and separated from the inner surface of the underlying cortical bone by two millimeters. including at least one inferior extension wall defining a gap;
91. The method of claim 90.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、少なくとも1つの下伸壁が、下層皮質骨の内面部と係合可能であることを含む、
請求項67に記載の方法。 determining, via the at least one processor, the second data including the at least one cavity extending into the cancellous bone exposing an inner surface of the underlying cortical bone;
Based on the second data, via the at least one processor, forming the patient-specific tibial tray includes at least one inferior extensor wall engagable with an inner surface of the underlying cortical bone. ,
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、少なくとも1つの下伸壁が、平行な内側及び外側下伸面を有することを含む、
請求項67に記載の方法。 determining, via the at least one processor, the second data including at least one cavity extending into cancellous bone having parallel inner and outer surfaces;
forming the patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, including the at least one inferior extension wall having parallel medial and lateral inferior extension surfaces;
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、少なくとも1つの下伸壁が、本体の上面に直角に配置される平行な内側及び外側下伸面を有することを含む、
請求項94に記載の方法。 Determining, via the at least one processor, the second data determines that the at least one cavity extends into the cancellous bone having parallel inner and outer surfaces arranged perpendicular to the cancellous bone to be cut. including
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via at least one processor, comprises parallel medial and lateral inferior medial and lateral inferior extensor walls in which at least one inferior extensor wall is positioned perpendicular to the upper surface of the body. including having a stretched surface,
95. The method of claim 94.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、少なくとも1つの下伸壁が、本体の上面に非直角に配置される平行な内側及び外側下伸面を有することを含む、
請求項94に記載の方法。 Determining, via the at least one processor, the second data determines that the at least one cavity extends into cancellous bone having parallel inner and outer surfaces arranged non-perpendicular to the cancellous bone to be cut. including
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, comprises parallel medial and lateral at least one inferior extensor wall disposed non-perpendicularly on the upper surface of the body. including having a hypotension surface;
95. The method of claim 94.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、少なくとも1つの下伸壁が、本体の上面に対して直角方向から10度から30度の間の角度を有して配置される外側下伸面を有することを含む、
請求項67に記載の方法。 Determining second data, via the at least one processor, defines an outer surface in which the at least one cavity is positioned at an angle of between 10 and 30 degrees with respect to cancellous bone to be cut. extending into cancellous bone having
Forming the patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, comprises: forming the at least one inferior extensor wall at an angle between 10 degrees and 30 degrees from normal to the upper surface of the body; having a lateral inferior extension surface positioned at an angle between
68. The method of claim 67.
内側下伸面は、切削される海綿骨に直角に配置され、
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、少なくとも1つの下伸壁が、本体の上面に対して非直角の角度で配置される外側下伸面を有することを含み、
内側下伸面は、本体の上面に直角に配置される、
請求項67に記載の方法。 Determining, via the at least one processor, the second data determines that the at least one cavity extends into the cancellous bone having a lateral inferior extension surface positioned non-perpendicular to the cancellous bone being cut. including
The medial inferior extension surface is positioned perpendicular to the cancellous bone to be cut,
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, includes forming a lateral tibial tray in which the at least one inferior extensor wall is positioned at a non-perpendicular angle to the upper surface of the body. including having a hypotension surface;
the medial indentation surface is disposed perpendicular to the upper surface of the body;
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、少なくとも1つの下伸壁が、鋭角で終結する外側下伸面および内側下伸面を有することを含む、
請求項67に記載の方法。 Determining, via the at least one processor, the second data is within cancellous bone in which the at least one cavity has lateral and medial inferior extension surfaces that terminate at an acute angle to the cancellous bone being cut. including extending to
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, wherein the at least one inferior extension wall has a lateral inferior extension surface and a medial inferior extension surface terminating at an acute angle. including
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、少なくとも1つの下伸壁が、下層皮質骨の対応する隣接した内面の内面起伏に完全に対応する外側下伸面を有することを含む、
請求項67に記載の方法。 Determining, via the at least one processor, the second data determines that the at least one cavity extends completely into the cancellous bone having a lateral inferior extension surface into the medial contours of the corresponding adjacent medial surface of the underlying cortical bone. including extending along the corresponding depth;
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, includes: forming the patient-specific tibial tray so that the at least one inferior extensor wall completely conforms to the medial contours of the corresponding adjacent medial surface of the underlying cortical bone; having a corresponding lateral inferior extension surface;
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、患者の切削される脛骨の第2の少なくとも1つの空洞内に受けられ、下層皮質骨の開口部と係合できる第2の少なくとも1つの下伸部を含む、
請求項67に記載の方法。 determining the second data, via the at least one processor, including the second at least one cavity extending into the cancellous bone and through the underlying cortical bone;
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, is received within a second at least one cavity of the resected tibia of the patient and of the underlying cortical bone. including a second at least one downward extension engageable with the opening;
68. The method of claim 67.
請求項101に記載の方法。 the second at least one inferior extension includes at least one inferior extension post;
102. The method of claim 101.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、患者の切削される脛骨の第2の少なくとも1つの空洞内に受けられ、下層皮質骨の開口部と係合でき、皮質骨の外面と整列できる縁部を有する第2の少なくとも1つの下伸部を含む、
請求項67に記載の方法。 determining the second data, via the at least one processor, including the second at least one cavity extending into the cancellous bone and through the underlying cortical bone;
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, is received within a second at least one cavity of the resected tibia of the patient and of the underlying cortical bone. a second at least one inferior extension having an edge engageable with the opening and alignable with the outer surface of the cortical bone;
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、患者の切削される脛骨の第2の少なくとも1つの空洞内に受けられ、キールを画定する第2の少なくとも1つの下伸部を含む、
請求項67に記載の方法。 determining, via the at least one processor, the second data including the second at least one cavity extending into the center of the cancellous bone;
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, is received within a second at least one cavity of the resected tibia of the patient to define a keel. a second at least one inferior extension;
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップでは、患者固有の脛骨トレイは、外側部および離間した内側部を有する上面を有する上部と、下側脛骨係合部を有する本体を含み、下側脛骨係合部は、切削された中央海綿骨表面と接触可能な中央部と、少なくとも1つの空洞に受けられる少なくとも1つの下伸壁とを有する、
請求項67に記載の方法。 Determining, via at least one processor, second data representing a patient-specific cut proximal portion of the patient's tibia based on the first data includes: has at least one cavity extending into the cancellous bone adjacent to the central cancellous bone to which the anterior and posterior cruciate ligaments attach, the surrounding cortical bone surface, and the inner surface of the underlying cortical bone;
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, wherein the patient-specific tibial tray has an upper surface having a lateral portion and a spaced apart medial portion; A body having a lateral tibia engaging portion, the inferior tibia engaging portion having a central portion contactable with the cut central cancellous bone surface and at least one inferior extensor wall received in the at least one cavity. ,
68. The method of claim 67.
少なくとも1つのプロセッサを介して、第2のデータに基づいて、患者固有の脛骨トレイを形成するステップは、切削された患者の脛骨の第3および第4の空洞に受けられる第3および第4のポストを含む、
請求項105に記載の方法。 determining, via the at least one processor, the second data including third and fourth cavities extending into cancellous bone;
Forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, comprises third and fourth cavities received in third and fourth cavities of the resected patient's tibia. including post
106. The method of claim 105.
請求項67に記載の方法。 forming a patient-specific tibial tray based on the second data, via the at least one processor, comprising forming a positionable peripheral edge on the cut peripheral cortical bone surface;
68. The method of claim 67.
請求項67に記載の方法。 Based on the second data, via the at least one processor, forming a patient-specific tibial tray comprises forming a body sized to be locatable between the generally cut peripheral cortical bone surfaces. include,
68. The method of claim 67.
請求項67に記載の方法。 Based on the second data, via the at least one processor, forming a patient-specific tibial tray comprises forming a body sized to be locatable between the generally cut peripheral cortical bone surfaces. include,
68. The method of claim 67.
脛骨の切削される内側または外側近位部分は、中央海綿骨表面と、部分的な周辺皮質骨表面と、脛骨の切削される内側または外側近位部分の海綿骨の周辺に形成される少なくとも1つの空洞を有し、
脛骨トレイは、本体を含む部分的脛骨トレイを含み、
本体は、上面を備える上部と、下側脛骨係合部を含み、
下側脛骨係合部は、
切削された側または外側中央海綿骨表面と接触可能な中央面を有する中央部と、
周辺下伸外面部が、患者の脛骨の皮質骨の下層内面の起伏に対応するように、切削された内側または外側近位部分の海綿骨の周辺に形成される少なくとも1つの空洞に受けられる周辺下伸部と、を含み、
少なくとも1つのネジが、脛骨の上面から中央面まで少なくとも1つの通路を貫通して延び得る、
脛骨トレイシステム。 A tibial tray system for a cut medial or lateral proximal portion of a patient's tibia for partial knee replacement surgery, comprising:
The resected medial or lateral proximal portion of the tibia comprises at least one formed around a central cancellous bone surface, a partial peripheral cortical bone surface, and cancellous bone of the resected medial or lateral proximal portion of the tibia. having two cavities,
The tibial tray includes a partial tibial tray including a body;
the body includes an upper portion with an upper surface and a lower tibia engagement portion;
The lower tibia engaging portion is
a central portion having a central surface contactable with a cut lateral or lateral central cancellous bone surface;
A perimeter received in at least one cavity formed around cancellous bone of the medial or lateral proximal portion that has been resected so that the peripheral inferior lateral surface portion corresponds to the undulations of the underlying inner surface of the cortical bone of the patient's tibia. a lower extension;
at least one screw can extend through the at least one passageway from the superior surface to the medial surface of the tibia;
Tibia tray system.
請求項110に記載の脛骨トレイ。 the inferior extension comprises a curved wall of the inferior extension;
111. The tibial tray of claim 110.
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