KR20170013853A - Prosthesis positioning systems and methods - Google Patents

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KR20170013853A
KR20170013853A KR1020167020851A KR20167020851A KR20170013853A KR 20170013853 A KR20170013853 A KR 20170013853A KR 1020167020851 A KR1020167020851 A KR 1020167020851A KR 20167020851 A KR20167020851 A KR 20167020851A KR 20170013853 A KR20170013853 A KR 20170013853A
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캄비즈 베자디
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캄비즈 베자디
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Abstract

더 많은 수술을 수행하는 더 숙련된 의사에 비해 적은 수의 교체 수술을 수행하는 덜 숙련된 의사에게 허용되는 시스템과 방법이 숙련된 의사의 환자에 바람직한 성과 가능성에 필적하는 비숙련된 의사의 환자의 바람직한 성과 가능성을 제공한다. 시스템 및 방법은, 환자의 기준 프레임에 대해 바람직한 배향을 갖는 보철, 특히 보철물들의 위치 개선이 포함된다.Systems and methods acceptable to less skilled doctors who perform fewer replacements than more skilled doctors who perform more surgeries may be better suited to the needs of less skilled doctors And provides desirable performance potential. The system and method include localization of prostheses, particularly prostheses, having a preferred orientation relative to the patient ' s reference frame.

Figure P1020167020851
Figure P1020167020851

Description

보철물 측위 시스템 및 방법{PROSTHESIS POSITIONING SYSTEMS AND METHODS}{PROSTHESIS POSITIONING SYSTEMS AND METHODS}

본 출원은 미국 특허 출원 제 14/585,056호 및 제 14/584, 656호의 이익을 주장하고 또한 두 미국 특허 출원 제 61/921,528호 및 제 61/ 980,188호의 이익을 주장하며 전체적으로 상기 출원의 내용은 모든 목적을 위해 참고로 인용된다.This application claims the benefit of U.S. Patent Application Serial Nos. 14 / 585,056 and 14/584, 656 and also claims the benefit of both U.S. Patent Applications 61 / 921,528 and 61 / 980,188, Quoted for reference purposes.

본 발명은 일반적으로 인공 보형물를 이용하는 정형외과 시스템과 수술에 관한 것으로 특히 비제한 적으로 인공 보형물와 함께 골반 관골구의 대치시와 같은 보철물의 제어된 설치 및 측위를 포함하는 전체 고관절 교체와 같은 관절 교체치료에 관한 것이다.The present invention relates generally to orthopedic systems and operations using artificial implants and, more particularly, to joint replacement therapies such as total hip replacement, including controlled placement and positioning of prostheses such as the replacement of the pelvic arch with the artificial prosthesis .

배경 기술 부분에서 논의된 주제는 단지 배경 기술 부분에서의 언급으로 인해 종래 기술로 간주되어서는 안된다. 마찬가지로, 배경 기술 부분의 주제와 배경 기술 부분에서 언급하거나 관련된 문제는 종래에 인식된 것으로 간주되어서는 안된다. 배경 기술 부분의 주제는 내재되고 자체적으로 또한 발명이 될 수 있는 단지 서로 다른 접근 방식을 나타낸다.The subject matter discussed in the Background section should not be regarded as prior art due only to mention in the background section. Likewise, the issues mentioned or related in the subject and background section of the background section should not be considered as conventionally recognized. The subject matter of the background art represents only a different approach that can be inherent and self-inventive.

고관절 교체는 고관절이 인공 보형물을 사용하여 교체되는 수술을 말한다. 사용될 수 있는 여러 가지 다른 기술이 있지만, 모두가 비구 요소를 관골구 내로 삽입하고 삼차원적(X, Y 및 Z 축을 따라)으로 정확하게 위치시키는 단계를 포함한다.Hip replacement is surgery in which the hip is replaced with a prosthetic implant. There are a variety of other techniques that can be used, but all involve inserting the acetabular element into the ankle and precisely positioning it three-dimensionally (along the X, Y and Z axes).

고관절 교체(THR) 수술에서, 상기 수술이 이러한 수술를 전문으로 하는 외과 의사에 의해 수행될 때 환자 결과에 장점이 있다. 많은 수술을 수행하지 않는 외과 의사의 환자는 합병증 특히 잘못된 배치 및 비구 구성 요소의 측위에서 발생하는 합병증의 위험이 증가될 수 있다.In hip replacement (THR) surgery, there is an advantage in patient outcome when the operation is performed by a surgeon specializing in such surgery. Patients in surgeons who do not perform many surgeries may increase the risk of complications, especially complications arising from misplacement and positioning of acetabular components.

잘못된 배치 및 측위는 비구 구성요소를 올바르게 삽입하고 배치할 것을 외과 의사가 이해하고 의도할 때 조차도 발생할 수 있다. 일부 기술에서, 실제로 비구 구성 요소를 설치하기 위한 도구가 조잡하며, 부정확하고, 예측할 수 없는 조악한 배치 결과를 제공하기 때문에 이것은 사실이다.Incorrect placement and positioning can occur even when the surgeon understands and intends to properly insert and position the acetabular components. This is true, in some techniques, because the tools for actually installing acetabular components are crude, inaccurate, and unpredictable, resulting in poor placement results.

자동화 및/또는 컴퓨터를 이용한 탐색 도구 예를 들면, X 선 투시장치 또는 컴퓨터 가이드 시스템을 사용하는 일부 기술에 공지되어 있다. 비구 구성 요소의 올바른 방향과 위치를 결정함에 있어 의사에게 도움이 될 수 있는 컴퓨터 보조 수술 방법이 있다. 그러나, 현재의 기술은 어떤 점에서 외과 의사가 핀 또는 정렬로드를 물리적으로 타격하는 해머/타구봉을 사용할 것을 요한다는 것이 제안한다. 적용되는 힘의 크기와 힘의 적용 위치가 이들 탐색 도구에 의해 제어되지 않은 변수이다. 따라서 비구 구성요소가 제대로 측위 배향 따라서도, 실제로 제자리 실제 위치 및 방향설정되고 비구 구성요소가 실제위치와 방향을 실제로 타격할 때조차도 의도한 최적의 위치 및 방향이 다를 수 있다. 일부 경우, 사용된 도구가 실제로 위치 및/또는 방향에 대한 약간의 차이를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 다시 한번 의사가 조정을 시도하기 위해 핀 또는 정렬로드를 타격할 수 있는 충격 도구(예를 들면, 해머/타구봉)를 사용해야 한다. 그러나 조정 후 얻어진 위치 및 비구 구성요소의 방향이 실제로 원하는 위치 및/또는 방향이 아닐 수도 있다. 외과의사의 사용에 더 친숙하고 상기 조정 도구의 적용이 바람직하지 않은 방향 또는 위치에 따른 환자에 대한 위험을 감소시킬 수 있다. 어떤 경우에는 막대를 타격하는 타구봉에 의해 매우 큰 충격력이 보철물에 가해진다; 이러한 힘은 최상의 미세 조정을 어렵게 하고 상기 충격 단계에서 관골구를 파손 및/또는 파괴할 위험이 있다.Are known in the art using automation and / or computer based navigation tools, e.g., X-ray fluoroscopy devices or computer guidance systems. There is a computer assisted surgical procedure that can be helpful to the physician in determining the correct orientation and position of the acetabular components. However, current techniques suggest that at some point the surgeon needs to use a hammer / ball bar that physically strikes the pin or alignment rod. The size of the force applied and the application position of the force are variables that are not controlled by these search tools. Thus, even when the acetabular component is properly oriented in position, it may actually be in an optimal position and orientation, even when the actual position and orientation are actually set in place and the acetabular component actually hits the actual position and orientation. In some cases, the tool used may actually be used to determine slight differences in position and / or orientation. However, once again, the physician must use a shock tool (eg hammer / toggle rod) that can strike the pin or alignment rod to attempt adjustment. However, the position obtained after adjustment and the orientation of the acetabular component may not actually be the desired position and / or orientation. It is possible to reduce the risk to the patient in a direction or position which is more familiar with the use of the surgeon and whose application of the adjustment tool is undesirable. In some cases, a very large impact force is applied to the prosthesis by the ball hitting the rod; This force makes it difficult to make the best fine adjustments and there is a risk of breaking and / or destroying the ribs in the impact stage.

필요한 것은 보철물 특히 환자의 기준 프레임에 대해 바람직한 방향을 갖는 보철물의 측위을 개선하기 위한 시스템 및 방법이다.What is needed is a system and method for improving the positioning of a prosthesis, particularly a prosthesis having a desired orientation with respect to a patient ' s reference frame.

보철물 특히, 환자의 기준 프레임에 대하여 바람직한 방향을 갖는 보철물의 측위을 개선하기위한 시스템 및 방법이 개시된다.A system and method for improving the positioning of a prosthesis, in particular a prosthesis having a desired orientation with respect to a patient ' s reference frame, is disclosed.

본 발명의 하기하는 요약은 고관절 대체에 관한 일부 기술 특징의 이해를 돕기 위해 제공되며, 본 발명의 전체를 설명하는 것은 아니다. 본 발명의 다양한 양태들의 완전한 이해는 명세서, 청구범위, 도면 및 요약서를 전체적으로 읽음으로써 얻어 질 수 있다. 본 발명은 비구 구성요소(예를 들면, 캡)와 함께 관골구(고관절 소켓)의 교환에 더하여 인공 보형물로 대체되는 다른 관절의 교체를 포함하는 다른 외과적 수술에 적용할 수 있다. 공압 및 전기 모터 구현의 사용은 모두 개념 전개에 대한 증거를 달성한다.The following summary of the invention is provided to aid in an understanding of some technical features of hip replacement and does not necessarily describe the entirety of the present invention. A full understanding of the various aspects of the present invention can be obtained by reading the specification, claims, drawings, and summary in its entirety. The present invention is applicable to other surgical operations, including replacement of other joints that are replaced by artificial implants in addition to replacement of the ankle (hip socket) with an acetabular component (e.g., a cap). The use of both pneumatic and electric motor implementations achieves evidence for concept deployment.

공개된 개념은 부착된 보철물, 예를 들어, 관골구 캡을 진동시키는 시스템/방법/도구/건의 생성을 포함한다. 건(gun)은 외과 의사의 손에 쥐어져서 사용될 것이다. 원하는 배향으로 캡을 삽입(비충격) 및 배치(현재 인트라 동작 측정 시스템, 내비게이션, 형광 투시장치 등을 사용하여)하기 위해 진동 에너지를 사용할 수 있다.The disclosed concept includes the creation of a system / method / tool / gun that vibrates an attached prosthesis, for example, the ankle cap. Guns will be used in surgeons' hands. The vibration energy can be used to insert (non-impact) and position the cap in the desired orientation (using current intra-motion measurement systems, navigation, fluoroscopy, etc.).

일 실시예에서, 제 1 건 유사 장치는 원하는 위치와 방향에서 비구 구성요소의 정확한 충격을 위해 사용된다.In one embodiment, the first gun-like device is used for precise impact of the acetabular component at the desired location and orientation.

다른 실시예에서, 제 2 건 유사 장치는 상기 제 1 건 유사 장치에 의해, 전통적인 타구봉 및 탬프에 의해, 또는 다른 방법에 의해 설치된 것과 같이 관골구의 방향 미세 조정에 사용된다. 그러나 제 2 건 유사 장치는 다른 기술을 이용하여 설치된 비구 구성요소를 조정하기 위한 제 1 건 유사 장치와 독립적으로 사용될 수 있다. 마찬가지로 제 2 건 유사 장치는, 제 1 건 유사 장치와 독립적으로 특히 초기 설치가 원하는 위치 및 배향에 충분히 근접할 때 사용될 수 있다. 상기 실시예는 특정 실시예가 완전한 재 방향설정을 허용하는 것 처럼 반드시 미세 조정에 한정되지 않는다. 일부 구현에서는 설치된 보철물을 제거할 수 있다.In another embodiment, the second gun-like device is used by the first gun-like device for fine-tuning the orientation of the ankle, as established by conventional ball hobs and tampons or by other methods. However, the second key-like device may be used independently of the first key-like device for adjusting the acetabular components installed using other techniques. Likewise, the second gun-like device can be used independently of the first gun-like device, especially when the initial installation is close enough to the desired location and orientation. The embodiment is not necessarily limited to fine tuning as the particular embodiment allows full redirection. Some implementations can remove installed prostheses.

또 다른 실시예는 제 1 건 유사 장치와 제 2 건 유사 장치의 기능을 결합한 제 3 건 유사 장치를 포함한다. 상기 실시예는 외과의사가 단일 도구로 비구 구성요소를 정확하게 위치, 삽입 및 그렇지 않으면 배치할 수 있도록 한다.Yet another embodiment includes a third key-like device that combines the functions of the first key-like device and the second key-like device. This embodiment allows the surgeon to position, insert and otherwise position the acetabular component precisely with a single tool.

또 다른 실시예는 타구봉 및 로드의 사용없이 또는 관골구를 충격하기 위해 비구 구성요소를 타격하는 다른 선택 수단없이 비구 구성요소를 설치하는 제 4 장치를 포함한다. 상기 실시예는 낮은 힘, 비충격 설치 및/또는 배치를 가능하게 하는 비구 구성 요소에 결합된 설치 로드에 진동 운동을 부여한다.Yet another embodiment includes a fourth device for installing the acetabular component without the use of a ball bar and rod or other selection means for striking the acetabular component to impact the ankle. This embodiment imparts vibratory motion to the mounting rod coupled to the acetabular component that allows low force, non-shock mounting and / or placement.

뼈에 배치된 관골구 캡을 위한 측위 장치는 트리거와 선택기를 가지는 제어기를 포함하며, 상기 관골구 캡은 내부 공동과 개구를 형성하는 측벽을 가지는 외부 쉘을 포함하고 상기 측벽은 개구 주위에 주변부를 가지며, 상기 관골구 캡은 뼈와 관련하여 원하는 외전각과 뼈에 관련하여 원하는 전경각을 가지고;A positioning device for an osteophyte cap placed in the bone includes a controller having a trigger and a selector, the osteophyte cap including an outer shell having a sidewall defining an inner cavity and an opening, the sidewall having a periphery around the opening, The ankle cap has a desired fore leg angle relative to the bone and a desired fore leg angle relative to the bone;

인접 단부와 상기 인접 단부 반대쪽의 말단부를 가지는 지지수단, 상기 지지수단은 제어기에 연결된 인접 단부와 함께 상기 인접단부로부터 말단부로 연장되는 종축을 가지고, 상기 지지수단은 또한 관골구 캡을 고정하도록 구성된 어댑터와 함께 말단부에 연결된 어댑터를 가지며; 및 넘버 N을 포함하여 구성된다.A support means having a proximal end and a distal end opposite the proximal end, the support means having a longitudinal axis extending from the proximal end to a distal end with a proximal end connected to the controller, An adapter coupled to the distal end; And a number N. [

상기 넘버 N은 2이상의 정수이고 제어기 연결된 종축에 관련되며 종축에 일반적으로 평행하게 배치된 지지수단 주위에 배치되며, 각 작동기는 주변부 일부를 타격하도록 배치된 관련된 충격헤드를 포함하고, 각 충격헤드는 관련된 작동기가 선택되고 격발될 때 주변부의 다른 부분을 타격하는 충격을 제공한다; 각 충격된 타격은 뼈에 대한 각도 중 하나를 조절한다.Said number N being an integer greater than or equal to 2 and being associated with a controller-associated longitudinal axis and disposed generally parallel to the longitudinal axis, each actuator comprising an associated impact head arranged to strike a portion of the periphery, Provide an impact that strikes other parts of the periphery when the associated actuator is selected and triggered; Each impacted blow adjusts one of the angles to the bone.

골반 뼈에 배치된 관골구 캡의 설치 장치에서, 관골구 캡은 개구 주위에 주변을 가지는 측벽 및 뼈에 대해 원하는 설치 깊이, 뼈에 대해 원하는 외전각 및 뼈에 대해 원하는 전경각를 가지는 관골구 캡을 가지는 관골구 캡과 함께 내부 공동을 정의하는 측벽을 가지는 외부 쉘 및 개구를 포함하고,In an apparatus for installing a ganglion cap placed on a pelvic bone, a ganglion cap includes a ganglion cap having a desired ganglion cap for the sidewalls and bones surrounding the perimeter of the opening, a desired abduction angle for the bone, And an outer shell having a sidewall defining an inner cavity and an opening therethrough,

상기 장치는, 트리거를 포함하는 제어기; 인접 단부와 상기 인접 단부 반대쪽의 말단부를 가지는 지지수단, 상기 지지수단은 제어기에 연결된 인접 단부와 함께 상기 인접단부로부터 말단부로 연장되는 종축을 가지고, 상기 지지수단은 또한 관골구 캡을 고정하도록 구성된 어댑터와 함께 말단부에 연결된 어댑터를 가지며; 및 상기 제어기와 지지 수단에 연결된 발진기를 포함하여 구성되고, 상기 발진기는 진동 주파수와 상기 진동주파수를 가진 지지수단의 진동 크기를 제어하도록 구성되고, 상기 진동 크기는 관골구 캡에 적용된 충격힘을 사용하지 않고 원하는 외전각과 원하는 전경각과 함께 상기 설치깊이로 관골구 캡을 설치하도록 구성된다.The apparatus comprises: a controller including a trigger; A support means having a proximal end and a distal end opposite the proximal end, the support means having a longitudinal axis extending from the proximal end to a distal end with a proximal end connected to the controller, An adapter coupled to the distal end; And an oscillator connected to the controller and the support means, wherein the oscillator is configured to control a vibration frequency and a magnitude of vibration of the support means having the vibration frequency, wherein the magnitude of the vibration does not use an impact force applied to the ankle cap And is configured to install the ankle cap at the installation depth with the desired abutment angle and the desired foreground angle.

원하는 이식 깊이로 뼈의 부분에 이식되도록 구성되는 보철용 설치 시스템에서, 상기 보철물은 발생 패턴을 가지는 펄스의 오리지널 시리즈를 생성하는 진동 기계에 결합된 제어기를 포함하는 발진 엔진을 포함하는 부착 시스템을 포함하며, 상기 발생 패턴은, 상기 펄스들의 오리지널 시리즈의 제 1 듀티 사이클을 정의하고; 및 펄스 전송 조립체는 발진엔진에 연결된 인접 단부와 상기 인접 단부에서 이격된 말단부를 포함하고 상기 인접 단부에서 연결시스템을 포함하는 상기 펄스 전송 조립체를 가지는 보철물에 연결되고, 상기 연결 시스템은 보철물을 단단하게 고정하도록 구성된 부착 시스템으로 보완되고 상기 펄스 전송 조립체와 함께 고정된 보철물을 생성하고 상기 펄스 전송 조립체는 일련의 설치 펄스에 응답하는 적용된 일련의 펄스들을 생성하여 고정된 보철물에 펄스의 오리지널 시리즈를에 응답하는 펄스의 설치 시리즈와 통신하고; 상기 적용된 일련의 펄스는 수동 충격없이 원하는 이식 깊이의 95 % 이내로 뼈의 부분에 고정 보철물의 설치를 가능하게 하도록 진동 운동을 고정된 보철물에 부여하도록 구성된다.The prosthesis includes an attachment system that includes an oscillation engine that includes a controller coupled to a vibration machine that produces an original series of pulses having a pattern of occurrences, wherein the prosthesis is configured to be implanted into a portion of the bone at a desired implant depth The generation pattern defining a first duty cycle of the original series of pulses; And the pulse transmission assembly is connected to a prosthesis having a proximal end coupled to the oscillation engine and a distal end spaced from the proximal end and having the pulse transmission assembly including a connection system at the proximal end, Wherein the pulse transmission assembly is complemented by an attachment system configured to secure a fixed prosthesis with the pulse transmission assembly and the pulse transmission assembly generates an applied series of pulses responsive to a series of setup pulses to cause the fixed prosthesis to respond to an original series of pulses To communicate with the installation series of pulses; The applied series of pulses is configured to impart a vibratory motion to the fixed prosthesis to enable the placement of a fixed prosthesis in a portion of the bone within 95% of the desired implant depth without manual impact.

골반 뼈의 준비된 소켓에 관골구 캡을 설치하는 방법에 있어서,CLAIMS 1. A method of installing an acetabular cap on a prepared socket of a pelvic bone,

관골구 캡은 내부 공동 및 개구를 형성하는 측벽을 가지는 외부쉘을 포함하고, 공동을 개구주위에 주변부를 가지는 측벽을 가지고 관골구 캡은 뼈에 대해 원하는 깊이, 뼈에 대해 원하는 외전각, 및 뼈에 대해 원하는 전경각을 가지며,The ankle cap includes an outer shell having a sidewall defining an inner cavity and an opening, the cavity having a sidewall having a periphery around the opening, the ankle cap having a desired depth about the bone, a desired abduction angle about the bone, Having the desired foreground angle,

다음 단계를 포함한다:It involves the following steps:

(a) 발진 엔진으로부터 오리지널 시리즈의 펄스를 생성하고;(a) generating a pulse of the original series from an oscillation engine;

(b) 상기 관골구 캡에서 통신된 시리즈의 펄스를 생성하는 관골구 캡으로 오리지널 시리즈의 펄스를 통신하고;(b) communicating a pulse of the original series to a guttural cap that produces a pulse of the series communicated in the guttural cap;

(c) 통신된 시리즈의 펄스에 응답하여 소정의 진동 패턴을 갖는 진동을 가지는 관골구 캡을 진동하고; 및(c) vibrating an ankle cap having a vibration having a predetermined vibration pattern in response to a pulse of the communicated series; And

(d) 관골구 캡에 적용된 충격력을 사용하지 않고 원하는 외전각과 전경각을 가진 설치 깊이의 제 1 사전 정의된 임계값내에서 준비된 소켓내로 진동하는 관골구 캡을 삽입하는 단계를 포함한다.(d) inserting an oscillating cap into the prepared socket within a first predefined threshold of installation depth with a desired abutment angle and foreground angle without using the impact force applied to the ankle cap.

원하는 삽입 깊이에서 환자의 뼈의 준비된 위치내로 보철물을 삽입하기 위한 방법에서, 보철물을 원하는 삽입 깊이로 삽입하기 위해 비진동 삽입력은 제 1 범위내에 있다. 상기 방법은:In a method for inserting a prosthesis into a prepared position of a patient's bone at a desired insertion depth, the non-vibratory insertion force is within a first range to insert the prosthesis at a desired insertion depth. The method comprising:

(a) 소정의 진동 패턴을 갖는 진동 보철물을 제조하는 도구를 사용하여 보철물을 진동시키고; 및(a) vibrating the prosthesis using a tool for producing a vibration prosthesis having a predetermined vibration pattern; And

(b) 제 2 범위의 진동 삽입력을 이용하여 원하는 삽입 깊이의 제 1 소정 임계값 내 준비된 위치에 진동 보철물을 삽입하는 단계를 포함한다. 상기 제 2 범위는 이하 제 1 범위의 최소값보다 적은 세트의 값을 포함한다.(b) inserting the vibration prosthesis at a prepared position within a first predetermined threshold value of the desired insertion depth using the vibration insertion force of the second range. The second range then includes a set of values less than the minimum value of the first range.

여기서 설명된 임의의 실시예는 단독 또는 임의의 조합으로 함께 사용될수 있다. 본 명세서 내에 포함된 발명은 요약서에 부분적으로만 언급되거나 언급되지 않은 실시예를 포함할 수 있다.Any of the embodiments described herein may be used singly or in any combination. The invention encompassed within this disclosure may include embodiments that are only partially mentioned or not mentioned in the summary.

본 발명의 다양한 실시예들이 본 명세서에서 하나 이상의 장소에 대해 논의하거나 언급될 수 있는 종래 기술의 다양한 결함을 개선하기 위한 것이나, 본 발명의 실시예들은 반드시 이러한 결함 중 하나만을 개선하는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 다른 실시예들은 본 명세서에서 설명될 수 있는 다른 결함을 해결할 수 있다. 일부 실시예는 부분적으로 본 명세서에서 설명 될 수 있는 몇 가지 결함 또는 한가지 결함을 해결할 수 있으며, 일부 실시예들은 이러한 결함만을 해결하는 것은 아니다.While the various embodiments of the present invention are intended to improve various deficiencies of the prior art that may be discussed or referred to herein in more detail in one or more places, embodiments of the present invention do not necessarily improve only one of these deficiencies. That is, other embodiments of the invention may address other deficiencies that may be described herein. Some embodiments may solve some deficiencies or one deficiency that may be described in part herein, and some embodiments do not solve such deficiencies.

본 발명의 다른 특징, 장점 및 이점은 명세서, 도면 및 청구항을 포함하여 본 명세서의 검토함으로써 명백해질 것이다.Other features, advantages and advantages of the present invention will become apparent upon review of the specification, including the specification, drawings and claims.

명세서에 포함되어 그 일부를 형성하는 별도의 도면을 통해 동일하거나 기능적으로 유사한 구성 요소를 참조하여 참조 번호와 함께 첨부된 도면들은, 상기의 상세한 설명과 함께 본 발명을 설명하고, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, and in which like reference numerals refer to the same or functionally similar elements through separate drawings, form a part hereof, and together with the description serve to explain the principles of the invention It serves to explain.

도 1은 대표적인 설치 건(gun)을 도시.
도 2는 도 1의 설치 건의 우측 상세도;
도 3은 도 1의 설치 건의 좌측 상세도 및 일반적으로 도 2와 결합되어 도 1의 설치를 생성한다;
도 4는 제 2 대표 설치를 도시;
도 5는 도 4의 제 2 대표 설치 시스템의 분해도;
도 6은 도 4의 설치 시스템의 펄스 전송 조립체의 제 1 분해도;
도 7은 도 4의 설치 시스템의 펄스 전송 조립체의 제 2 분해도;
도 8은 제 3 대표 설치 시스템;
도 9는 도 8의 제 3 대표 설치 시스템의 분해도;
도 10은 골반에 잘못 위치된 관골구의 개략 단면도;
도 11은 도 10에 도시된 바와 같이 미스인코드되고 잘못 위치된 방향 전환력이 적용된 타구봉과 탬브의 종래의 사용;
도 12- 도 14는 식별된 수직축을 포함하는 골반 내로 설치된 관골 보철물을 포함 THR 수술에 사용되는 기준 프레임;
도 12는 기준 프레임과 직교 축;
도 13은 관련된 정면 및 횡단면과 함께 직교축을 도시;
도 14는 관련된 정면 및 횡단면과 함께 수직축의 다른 사시도; 및
도 15는 순수 포인트 세트를 포함하는 인코딩된 보철물;
도 16은 인코딩된 보철물의 측위;
도 17은 인코딩된 보철물의 자동 측위;
도 18은 보철물 조정을 위해 구성된 측위 건의 한 실시예의 개략도;
도 19-도 21은 보철물 조정을 위해 구성된 측위 건의 실시예의 개략도;
도 19는 대표적인 측위 건;
도 20은 도 19의 측위 건의 좌측 상세도;
도 21은 도 20과 결합될때 도 19를 생성하는 도 19의 위치건의 우측 상세도;
도 22-도 24는 설치된 보철물의 측위를 위한 충격 링의 사용을 도시;
도 22는 측위 시스템에 설치된 충격 링에 대하여 미리 설치된 보철물의 초기 상태를 도시;
도 23은 측위 시스템에 설치된 충격 링에 대하여 미리 위치 설치된 보철물의 중간 상태를 도시; 및
도 24는 측위 시스템에 설치된 충격 링에 대하여 측위되어 설치된 보철물을 갖는 최종 상태를 도시; 및
도 25는 충격 링을 채용하는 측위 시스템의 실시예;
도 26은 충격 링를 채용한 측위 시스템의 다른 버전으로 도 25에 도시된 충격링을 채용하는 측위 시스템의 한 버전의 전개를 도시;
도 27-도 34는 충격 링 모델을 이용하는 측위 시스템에 대한 선택적 실시예;
도 27-도 28은 측위 시스템의 제 1 선택적 실시예;
도 27은 제 1 선택적 실시예의 측면도; 및
도 28은 제 1 선택적 실시예의 평면도; 및
도 29-도 30은 측위 시스템의 제 2 선택적 실시예;
도 29는 제 2 선택적 실시예의 측면도; 및
도 30은 제 2 선택적 실시예의 평면도; 및
도 31-도 32는 측위 시스템의 제 3 선택적 실시예;
도 31은 제 3 선택적 실시예의 측면도; 및
도 32는 제 3 선택적 실시예의 평면도; 및
도 33은 측위 시스템의 제 4 실시예의 측면도; 및
도 34는 측위 시스템의 제 5 실시예의 측면도.
Figure 1 shows a representative installation gun.
Fig. 2 is a detailed right side view of the installation gun of Fig. 1;
Figure 3 shows a left side detail of the installation gun of Figure 1 and generally combined with Figure 2 to create the installation of Figure 1;
Figure 4 shows a second representative installation;
Figure 5 is an exploded view of the second representative installation system of Figure 4;
Figure 6 is a first exploded view of a pulse transmission assembly of the mounting system of Figure 4;
Figure 7 is a second exploded view of the pulse transmission assembly of the mounting system of Figure 4;
FIG. 8 is a diagram showing a third representative installation system; FIG.
Figure 9 is an exploded view of the third representative installation system of Figure 8;
10 is a schematic cross-sectional view of the iliac crest mispositioned on the pelvis;
FIG. 11 is a diagram illustrating the conventional use of a ball bar and a tambour applied mis-encoded and mispositioned direction turning force as shown in FIG. 10;
FIGS. 12-14 illustrate a reference frame for use in THR surgery, including an osseous prosthesis installed into the pelvis including the identified vertical axis;
FIG.
Figure 13 shows an orthogonal axis with associated frontal and cross-sectional views;
Figure 14 is another perspective view of a vertical axis with associated front and cross-sectional views; And
15 shows an encoded prosthesis including a set of pure points;
Figure 16 shows the positioning of the encoded prosthesis;
Figure 17 shows the automatic positioning of the encoded prosthesis;
18 is a schematic view of an embodiment of a positioning gun configured for prosthesis adjustment;
19-21 are schematic diagrams of an embodiment of a positioning gun configured for prosthesis adjustment;
FIG. 19 shows a typical positioning gun;
Fig. 20 is a detailed left side view of the positioning gun of Fig. 19;
21 is a detail detail on the right side of the location gun of FIG. 19, which, when combined with FIG. 20, produces FIG. 19; FIG.
22-24 illustrate the use of an impact ring for positioning an installed prosthesis;
22 shows an initial state of a prosthesis installed in advance with respect to an impact ring installed in a positioning system;
23 shows an intermediate state of a prosthesis pre-positioned with respect to an impact ring installed in a positioning system; And
24 shows a final state having a prosthesis positioned and positioned relative to an impact ring installed in a positioning system; And
25 shows an embodiment of a positioning system employing an impact ring;
26 shows an evolution of a version of a positioning system employing the impact ring shown in Fig. 25 with another version of a positioning system employing an impact ring;
Figs. 27-34 illustrate alternative embodiments for a positioning system using impact ring models; Figs.
27-28 illustrate a first alternative embodiment of a positioning system;
27 is a side view of the first alternative embodiment; And
28 is a plan view of a first alternative embodiment; And
29-30 show a second alternative embodiment of a positioning system;
29 is a side view of a second alternative embodiment; And
30 is a plan view of a second alternative embodiment; And
31-32 illustrate a third alternative embodiment of a positioning system;
31 is a side view of a third alternative embodiment; And
32 is a plan view of a third alternative embodiment; And
33 is a side view of a fourth embodiment of a positioning system; And
34 is a side view of a fifth embodiment of a positioning system;

본 발명의 실시예들은 보철물 특히, 환자의 기준 프레임에 대하여 바람직한 방향을 갖는 보철물의 측위을 개선하는 시스템 및 방법을 제공한다. 하기 설명은 당업자가 본 발명을 만들고 사용할 수 있도록 제시되며 특허 출원 및 그 요건의 맥락에서 제공된다.Embodiments of the present invention provide a system and method for improving the positioning of a prosthesis, particularly a prosthesis having a preferred orientation relative to a patient ' s reference frame. The following description is presented to enable those skilled in the art to make and use the invention and is provided in the context of a patent application and its requirements.

바람직한 양호한 실시예 및 일반적인 원리 및 본 명세서에 기재된 기능들에 대한 다양한 변형들은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 도시된 실시예에 한정되는 것이 아니라 본원에 개시된 원리들 및 특징들과 일치하는 최광의의 범위를 부여하려는 것이다.Various preferred embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. Accordingly, the invention is not intended to be limited to the embodiments shown but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and features disclosed herein.

정의Justice

다르게 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하는 모든 용어는 일반적으로 본 발명의 일반적인 개념이 속하는 당업자에 의해 이해되는 동일한 의미를 갖는다. 이는 상기와 같은 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어있는 것과 같은 용어는 관련 기술과 본 발명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 여기에서 정의되지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다.Unless otherwise defined, all terms including technical or scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the generic concept of the present invention pertains. It is to be understood that such commonly used definitions of terms such as those used in the foregoing should be interpreted as having a meaning consistent with their meanings in the context of the related art and the present invention and are not intended to be ideal or overly formal It should not be construed as meaning.

다음 정의는 본 발명의 일부 실시예에 대해 설명된 특징 중 일부에 적용된다. 이러한 정의는 본원에 마찬가지로 확장될 수 있다.The following definitions apply to some of the features described for some embodiments of the present invention. This definition can be extended equally herein.

본 명세서에서는 용어 "또는"은 "및/또는"을 포함하고 용어 "및/또는"은 관련된 열거 항목의 하나 이상의 임의의 모든 조합을 포함한다. 이러한 요소들의 리스트를 선행할 때 "적어도 하나의"등의 표현은 구성 요소의 전체 목록을 수정하며 리스트의 개별 요소를 수정하지 않는다.The term "or" includes "and / or ", and the term" and / or "includes any and all combinations of one or more of the associated enumerated items. When preceding a list of such elements, the expression "at least one" modifies the entire list of elements and does not modify individual elements of the list.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수 용어 "a", "an" 및 "the"는 문맥 상 명백하게 다르게 지시하지 않는한 복수의 대상을 포함한다. 따라서 예를들어 대상에 대한 참조는 문맥이 명백히 달리 지시하지 않는한 여러 대상을 포함할 수 있다.As used herein, the singular terms "a," "an," and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. Thus, for example, references to an object may include multiple objects unless the context clearly dictates otherwise.

또한, 본 명세서 및 하기하는 청구 범위에서 사용된 바와 같이 또한 상기 "in"은 문맥상 달리 명시하지 않는한 "in"과 "on"을 포함한다. 구성요소가 다른 요소 "on"에 있다고 언급할 때에는, 그 다른 부분에 직접 또는 이들 사이에 존재할 수 있음을 이해하여야 한다. 대조적으로, 요소가 다른 요소에 "directly on"이라고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는다.Also, as used herein and in the claims below, the "in" includes "in" and "on" unless the context clearly dictates otherwise. Whenever an element is referred to as being "on" another element, it should be understood that it may exist directly on or between the other elements. In contrast, when an element is referred to as being "directly on" another element, there are no other elements in between.

본 명세서에서 사용된 용어 "세트"는 하나 이상의 개체들의 세트을 의미한다. 따라서, 예를 들어, 대상의 세트는 단일 객체 또는 다수의 객체를 포함할 수 있다. 또한 일련의 대상는 세트의 멤버로 지칭될 수 있다. 한 세트의 대상은 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 예에서, 한 세트의 대상은 하나 이상의 공통 특성을 공유할 수 있다.As used herein, the term "set" means one or more sets of entities. Thus, for example, a set of objects may comprise a single object or multiple objects. A set of objects may also be referred to as members of a set. A set of objects may be the same or different. In some instances, a set of objects may share one or more common characteristics.

본 명세서에서 사용된 용어 "인접한"은 가까이 있거나 또는 근접하는 것을 지칭한다. 근접한 물체는 서로 이격되거나 또는 서로 실제 또는 직접 접촉할 수 있다. 일부 경우에서, 인접하는 대상들은 서로 결합 될 수 있거나 서로 일체로 형성될 수 있다.As used herein, the term "adjacent" refers to being close or proximity. The adjacent objects may be spaced from each other or may be in actual or direct contact with each other. In some cases, adjacent objects may be joined together or formed integrally with each other.

여기에 사용된 용어 "연결", "연결된" 및 "연결하는"은 직접 부착 또는 링크를 의미한다. 연결된 대상은 문맥에 나타난 대로 더이상 실질적인 중간 개체 또는 대상의 세트가 없다.As used herein, the terms "connecting," "connected," and " connecting, " Connected objects no longer have a substantial intermediate object or set of objects as they appear in the context.

여기서 사용된 용어 "결합", "연결된" 및 "연결되는"은 작동 연결 또는 링킹을 언급한다. 결합된 대상은 서로 직접 연결되거나 또는 대상의 간접 세트로 서로 간접적으로 연결될 수 있다.As used herein, the terms "coupled," "connected," and " coupled, " The combined objects may be directly connected to each other or indirectly connected to each other by an indirect set of objects.

여기서 사용된 용어 "실질적으로" 및 "실질적인"은 상당한 정도 또는 범위를 언급한다. 사건 또는 상황과 함께 사용될 때, 상기 용어들은 여기에 서술된 실시예의 전형적인 공차 수준 또는 가변성의 설명과 같은 사건 또는 상황이 가까운 근사치로 발생하는 경우와 마찬가지로 사건 또는 상황이 정확하게 발생하는 경우를 언급한다.The terms "substantially" and "substantial" as used herein refer to a significant degree or range. When used in conjunction with an event or circumstance, the terms refer to the occurrence of an event or circumstance exactly as occurs when an event or situation, such as an exemplary tolerance level or variability description of the embodiments described herein, occurs with close approximation.

여기서 사용된 용어 "선택적" 및 "선택적으로"는 이어서 기재된 사건 또는 상황이 발생할 수 있거나 발생하지 않을 수 있음을 의미하고, 이러한 설명은 사건 또는 상황이 발생하는 경우와 발생하지 않는 경우를 포함한다.As used herein, the terms "optional" and "optionally" mean that the subsequently described event or circumstance may or may not occur, and such description includes instances where the event or circumstance occurs and instances in which it does not.

여기서 사용된 용어 "뼈"는 특히 피질골의 일부분에 보철물 임플란트술을 받은 살아있는 환자의 맥락에서, 광물 골조직을 포함하는 척추 골격의 일부를 구성하는 강성 연결 조직을 의미한다. 살아있는 환자, 환자에 대한 외과의사 모두는 환자의 골격 시스템 및 수술의 범주 내에서 보철물의 부적절한 설치 및 측위 및 뼈의 손상/파쇄를 포함하는 종래의 이식 기술에 수반된 위험을 감소하는데 상당한 관심이 있다.As used herein, the term "bone" refers to a rigid connective tissue that forms part of the vertebral skeleton, including the mineral bone tissue, particularly in the context of a living patient receiving prosthetic implant surgery on a portion of the cortical bone. Both the living patient and the surgeon for the patient are of great interest in reducing the risk associated with conventional implantation techniques, including inadequate placement and positioning of the prosthesis and damage / fracture of the bone within the scope of the patient's skeletal system and surgery .

여기서 사용된 용어 "크기"는 개체의 특성 치수를 말한다. 따라서, 예를 들면, 구형 물체의 크기는 대상물의 직경을 참조할 수 있다. 비 구형 물체의 경우, 비 구형 물체의 크기는 대응하는 구형 물체가 비구형물체와 실질적으로 동일한 유도가능 또는 측정 가능한 특성의 특정 세트를 나타내거나 가지는 대응하는 구형 물체의 직경을 참조할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 비 구형 물체의 크기는 비구형 물체와 실질적으로 동일한 광산란 또는 다른 특성을 나타내는 대응하는 구형 물체의 직경을 참조할 수 있다. 선택적으로, 또는 이와 관련하여, 비 구형 물체의 크기는 물체의 다양한 직교 치수의 평균값을 참조할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 회전 타원체는 장축의 평균 대상물의 부축을 참조할 수 있는 대상물의 크기가 된다. 특정 크기를 갖는 일련의 대상를 참조하면, 대상은 특정 크기 주위의 크기 분포를 가질 수 있다고 생각된다. 따라서, 여기에 사용된 개체의 세트의 크기는 평균 크기, 중간 크기 또는 피크 크기와 같은 크기 분포의 통상 크기를 참조할 수 있다.As used herein, the term "size" refers to a characteristic dimension of an individual. Thus, for example, the size of the spherical object may refer to the diameter of the object. For non-spherical objects, the size of the non-spherical object may refer to the diameter of the corresponding spherical object in which the corresponding spherical object exhibits or has a particular set of inductable or measurable properties substantially identical to the non-spherical object. Thus, for example, the size of the aspherical object may refer to the diameter of the corresponding spherical object that exhibits substantially the same light scattering or other properties as the non-spherical object. Optionally, or in this regard, the size of the aspherical object may refer to an average value of various orthogonal dimensions of the object. Thus, for example, the rotating ellipsoid is the size of the object that can reference the minor axis of the average object of the long axis. By referring to a series of objects of a particular size, it is believed that the objects can have a size distribution around a particular size. Thus, the size of the set of entities used herein may refer to the normal size of the size distribution, such as average size, medium size or peak size.

여기서 사용되는 바와 같이, 타구봉 또는 해머는 일반적으로 목수 해머와 석공의 럼프 해머의 중량을 갖는 스테인리스 스틸 또는 다른 고밀도 재료로 만들어진 정형 외과 장치를 말한다.As used herein, a ball or hammer generally refers to an orthopedic device made of stainless steel or other dense material having the weight of a carpenter hammer and a lump hammer of a masonry.

여기서 사용되는 바와 같이, 관골구 구성요소(예들들어 관골구 캡 보철물)를 충격하기 위한 충격력은 목수의 햄머를 사용하여 약 6시간 정도 완전히 못을 안착시킬 때까지 못을 타격함으로써 목재 조각 내로 3인치 못을 박는데 사용될 수 있는 힘과 일반적으로 유사한 정형 장치로 여러번 충격막대를 타격하는 힘을 포함한다. 상술한 정의에 제한되지 않고, 어떤 경우 대표 값은 약 10 파운드/평방 인치의 힘을 포함한다.As used herein, the impact force for impacting the zygomatic component (e.g., ankle cap prostheses) is such that a hammer of a carpenter is used to hatch the nail until it is fully seated for about six hours, Includes a force that strikes the impact bar several times with a generally similar shaping device to the force that can be used to put it. Without being limited to the above definitions, in some cases the representative value includes a force of about 10 pounds per square inch.

다음의 설명은 외과 환자 살아있는 뼈에 넓은 범위로 보철물을 설치하는 것을 개선하는데 관한 것이다. 다음의 논의는 관골구 캡 보철물이 환자의 골반에 설치되는 고관절 교체(THR)에 주로 초점을 맞추고 있다. 상기 관골구 캡은 수리하는 관골구를 연결하는 대퇴골의 말단에 설치되는 볼과 스템(즉, 대퇴 보철물)을 보완하는 것이다.The following description relates to improving the installation of a prosthesis over a wide range to the living bone of a surgical patient. The following discussion focuses primarily on hip replacement (THR) where the ankle cap prosthesis is placed on the patient's pelvis. The ankle cap is a complement to a ball and a stem (i.e., a femoral prosthesis) provided at the distal end of the femur connecting the ankle for repairing.

배경기술에서 언급한 바와 같이, 의사는 골반에 관골구 보철물을 부착하는 것을 포함하는 좌골의 표면을 준비한다. 통상적으로, 이러한 부착은 타구봉이 관골구 보철물의 일부와 접촉하는 탬프를 타격하는 데 사용되는 수동 이식을 포함한다. 반복해서 탬프를 타격하여 관골구 보철물은 관골 내로 진행시킨다. 컴퓨터 내비게이션, 형광 투시 장치, 로봇(다른 수술 중 측정 장치)과 같은 현재의 도구가 사용되었는지 여부와 상관없이, 관골구 보철물이 적절한 방향에서 일련의 해머 타격으로 적절한 깊이에 안착되는 것은 매우 어렵다.As mentioned in the background, the physician prepares the surface of the sciatic tract, which includes attaching the ankle prosthesis to the pelvis. Typically, such attachment involves passive implantation, which is used to strik a tamping rod in contact with a portion of the ankle prosthesis. Repeatedly striking the tampon, the ganglional prosthesis is advanced into the buccal cavity. Regardless of whether current tools such as computer navigation, fluoroscopy, and robots (other surgical instruments) are used, it is very difficult for the ankle prosthesis to settle in the proper depth from a proper direction to a series of hammer strikes.

상기 방법으로 수동 이식 후, 의사는 원하는 방향으로 조절하기 위해 관골구 보철물의 둘레에 일련의 조정 타격을 적용할 수 있다. 현재 이러한 후충격 결과는 외과의사가 후충격 조정이 예측할 수 없는 불안정한 변화를 생성하고 따라서 후충격조정을 위한 어떠한 시도를 보증하지 않는다고 믿고있는 것으로 받아들여진다.After manual transplantation in this manner, the physician can apply a series of conditioning strokes around the ankle prosthesis to adjust to the desired orientation. Currently, this post-impact outcome is accepted as the surgeon believes that post-impact adjustments produce unstable changes that can not be predicted and thus do not guarantee any attempt to adjust post-impact.

대부분의 경우, 미숙한 외과 의사를 포함하여 모든 외과 의사는 상기와 같은 조정 타격에 응답하는 방향 변화의 비예측성으로 인해 종래의 해결방법으로 골반 관골구 보철물의 원하는 방향을 달성할 수 없다. 전술한 바와 같이, 대부분의 의사들은 이들이 임의의 특정 배향을 향상시키는 안정적인 시스템 또는 방법을 가지지 못하고 쉽게 보다/큰 에러를 도입할 수 있음을 이해하기 때문에 임의의 의사가 후 충격 조정을 피하는 것은 매우 일반적이다.In most cases, all surgeons, including inexperienced surgeons, can not achieve the desired orientation of the pelvic ganglion prosthesis as a conventional solution due to the unpredictability of directional changes in response to such an adjustment stroke. As described above, it is very common for most doctors to avoid any post-impact adjustments because they understand that they can easily introduce larger / larger errors without having a stable system or method that improves any particular orientation to be.

컴퓨터 내비게이션 시스템, 형광 투시장치 및 다른 측정 도구는 외과의사에게 수술하는 동안 및 보철물이 설치되고 원하는 방향에서 편차가 나타난후 보철물의 현재 방향(실시간)에 대한 정보를 제공할 수 있으나 상기 내비게이션 시스템(및 기타)은 이식/측위 타격에 의해 만들어진 비틀림 힘을 방지하지 못한다. 보철물은 타구봉의 타격에 의해 생성된 비틀림 힘에 따라 축 방향을 기초로한 관골구에서 그 위치를 찾을 수 있다. 로보틱 시스템(예를들어 MAKO)과 사용되는 상기 내비게이션 시스템조차도 충격 이전에 원하는 방향으로 임플란트를 고정하는 것은 실제 이식 힘이 외과의사가 타구봉을 수동으로 탬프를 타격하기 위해 스윙함으로써 적용되기 때문에 원하는 방향으로 임플란트의 설치를 보장할 수 없다.Computer navigation systems, fluoroscopy devices, and other measurement tools may provide surgeons with information about the current direction (real time) of the prosthesis during surgery and after the prosthesis is installed and deviations in the desired direction, Others) do not prevent torsional forces created by grafting / positioning strikes. The prosthesis can be located at the zygote based on the axial direction according to the torsional force generated by the striking of the tang ball. Even with the navigation system used with a robotic system (e.g., MAKO), securing the implant in the desired orientation prior to the impact would require that the actual implantation force be applied by the surgeon swinging the tackle bar manually to strike the stamp, The implant can not be guaranteed.

Behzadi 의료 기기(BMD)는 보철물(관골구 캡)의 거친 방법(즉, 해머, 탬프 및 외과 의사-적용 기계적 이식 힘)을 제거할 수 있다. BMD를 사용하는 외과의사는 보철물을 원하는 장소에 적절한 힘으로 정확 및 정밀하게 삽입할 수 있다. 상세한 구현에 따라, 상기 설치는 삽입 깊이 및 위치 측정의 원하는 임계 값 내에 환자의 뼈에 보철물의 삽입 등을 포함하고, 또한 원하는 방향에서 적절한 및/또는 원하는 측위일 때 삽입 방향에 대한 측정기준을 포함하는 원하는 임계값을 가지는 것을 포함할 수 있다. BMD의 사용은 보철물을 수용하는 뼈의 골절 및/또는 파손 위험을 감소시키고, 보철물의 신속하고 효율적이며 정확한(외상성) 설치를 허용한다. BMD는 가벼운 응답성 터치가 사용되는 설치시 컴퓨터 내비게이션 지지수단을 위한 가능한 인터페이스(또한 형광 투시 장치를 포함한 모든 수술 측정 도구로도 사용 가능한)를 제공한다.Behzadi medical devices (BMDs) can remove the rough method of prosthesis (ie, ankle cap) (ie, hammer, tamper and surgeon-applied mechanical implantation force). Surgeons using BMD can insert the prosthesis precisely and precisely with the proper force at the desired location. According to a detailed implementation, the installation includes insertion of a prosthesis into the patient's bones within a desired threshold of insertion depth and position measurement, etc., and also includes a metric for the insertion direction when appropriate and / or desired at a desired orientation Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > desired threshold. The use of BMD reduces the risk of fracture and / or fracture of the bones accommodating the prosthesis and allows fast, efficient and accurate (traumatic) placement of the prosthesis. BMD provides a possible interface for computer navigation support means (also available as all surgical measurement tools, including fluoroscopy) in installations where a light responsive touch is used.

BMD는 보철물의 설치 및/또는 측위을 위한 다양한 실시예들을 포함하며 THR 중에 관골구 보철물의 설치 및/또는 측위뿐만 아니라 다양한 범위의 보철물에 적용될 수 있다.The BMD includes various embodiments for the installation and / or positioning of the prosthesis and may be applied to a wide range of prostheses as well as the installation and / or positioning of the ankle prosthesis during THR.

도 1은 대표적인 설치 건(100)을 도시한다; 도 2는 설치 건(100)의 우측상세도; 도 3은 일반적으로 도 2와 결합될 때 도 1의 도면을 생성하는 설치 건의 좌측 상세도이다. 다른 구현이 설치되는 보철물의 원하는 진동 운동을 생성하기 위한 다른 메커니즘을 사용할 수 있지만 설치 건(100)은 공압을 사용하여 작동하는 것으로 나타난다.Figure 1 shows an exemplary installation gun 100; 2 is a detailed right side view of the installation gun 100; Figure 3 is a left side detail view of the installation gun which, in combination with Figure 2, produces the view of Figure 1; Although the other implementations can use other mechanisms to create the desired oscillatory motion of the prosthesis in which it is installed, the set gun 100 appears to operate using pneumatic.

설치 건(100)는 보철물 구성요소의 (ⅰ) 삽입 및 (ⅱ) 외전각과 전경각중 하나 또는 둘다를 정밀하게 제어하기 위해 사용된다. 설치 건(100)은 바람직하게는 원하는 값으로 전경각 및 외전각 둘다에 대한 캡의 원하는 깊이와 방향에서 관골구내로 관골구 캡을 둘다 설치할 수 있도록 한다. 표 Ⅰ에서 다음 참조 번호는 도 1-3에 나타난 구성요소를 참조한다:The gun gun 100 is used to precisely control (i) insertion of prosthetic components and (ii) one or both of the abduction angle and foreground angle. The mounting gun 100 preferably allows for the placement of both of the zygomatic caps into the ankle at the desired depth and orientation of the cap for both the fore and aft angle at the desired value. In Table I, the following reference numbers refer to the components shown in Figures 1-3:

표 I: 장치(100) 요소TABLE I Device (100) Element

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Figure pct00001

설치 건(100)은 캡(114)을 연결하는 어댑터(146)에서 종결하는 연장 튜브(142)를 지지하는 핸들을 가진 제어기를 포함한다. 트리거(130)의 동작은 연장 튜브(142)의 움직임을 초기화한다. 상기 움직임은 여기서 종래의 교체 과정에서 사용되는 충격력보다 상당히 작은 설치력 및/또는 설치 모션으로 지칭된다. 외부 하우징(148)은 작동자가 보철물(114)을 잡아서 측위할 수 있는 한편, 연장 튜브(142)가 내부에서 움직인다. 일부 실시예는 보철물에 직접 전송을 제공하는 메커니즘과 간섭하지 않고 작동자가 설치 건(100)을 잡고 조작하도록 하는 하우징(148)에 더하여 또는 이를 대신하는 핸들 또는 다른 그립을 포함한다. 도시된 실시예는 고정된 보철물의 측위/방향에 반영되는 임의의 축에 대해 건(100)의 경사 및/또는 회전을 허용하는 어댑터(146)에 의해 안정적으로 고정되는 보철물(114)을 포함한다.The mounting gun 100 includes a controller with a handle that supports an extension tube 142 that terminates in an adapter 146 connecting the cap 114. The operation of the trigger 130 initiates the movement of the extension tube 142. The motion is referred to herein as an installation force and / or installation motion that is considerably smaller than the impact force used in conventional replacement procedures. The outer housing 148 allows the operator to position and position the prosthesis 114 while the extension tube 142 moves inside. Some embodiments include a handle or other grip in addition to or in place of the housing 148 to allow the operator to grip and manipulate the gun 100 without interfering with a mechanism that provides direct transfer to the prosthesis. The illustrated embodiment includes a prosthesis 114 that is stably fixed by an adapter 146 that allows tilting and / or rotation of the gun 100 relative to any axis that is reflected in the positioning / orientation of the fixed prosthesis .

설치 동작은 충격력의 적용없이 작동자가 원하는 위치(깊이 및/또는 방향)로 캡(114)을 설치하도록 하는 일정한, 순환주기, 및/또는 임의의 동작(진폭 및/또는 주파수)을 포함한다. X, Y, Z 축에 대해 어댑터 (146)의 변환 및/또는 회전을 포함하는 6개의 자유도 중 하나이상의 연속적인 이동 또는 진동(예: 종축 주위를 연속적으로 회전하는 동안 중앙 지지수단의 종축 방향으로 전후로 변환하는 것과 가는 다른 축에 대해 다른 진동 변환 및/또는 진동/연속 회전)이 있을 수 있다. 상기 설치 동작은 작동자가 원하는 위치에 보철 요소를 쉽게 설치하도록 하고 바람직하게는 작동자가 원하는 외전 및 전경 각도를 조절하도록 하는 작은 진폭의 진동과 연속적이거나 간헐적인 매우 높은 주파수 운동을 포함할 수 있다.The mounting operation includes a constant, cyclic period, and / or any operation (amplitude and / or frequency) that allows the operator to install the cap 114 in a desired position (depth and / or direction) without application of impact force. One or more of the six degrees of freedom, including conversion and / or rotation of the adapter 146, relative to the X, Y, Z axes (e.g., / RTI > and / or oscillation / continuous rotation for different < RTI ID = 0.0 > axes). ≪ / RTI > The mounting operation may include a small amplitude of vibration and a continuous or intermittent very high frequency motion that allows the operator to easily install the prosthetic element at the desired location and preferably allows the operator to adjust the desired abduction and foreground angles.

일부 구현예에서, 제어기는 메모리로부터 검색된 명령을 실행하는 처리 유닛을 포함하는 저장된 프로그램 처리 시스템을 포함한다. 이러한 명령은 예를 들어 컴퓨터 내비게이션 시스템으로 의사에 의해 수용되는 깊이, 외전 및 전경에 대한 의되된 값을 자동으로 달성하도록 동작 파라미터의 선택을 제어할 수 있다. 선택적으로 상기 명령은 동작 파라미터의 선택을 보조 또는 제안하는 수동 동작을 보충하기 위해 사용될 수 있다.In some implementations, the controller includes a stored program processing system that includes a processing unit that executes the retrieved instructions from the memory. Such an instruction may, for example, control the selection of operating parameters to automatically achieve a given value for depth, abduction and foreground, which are accepted by the physician with a computer navigation system. Optionally, the instructions may be used to supplement manual actions to supplement or suggest the selection of operational parameters.

더 자동화 된 시스템은 일관성 및 불변 동작 파라미터가 요구되지 않고, 동작 파라미터의 가변 동적 조정이 관골구 내에 설치된 캡의 조정 프로파일과 설치 상태에 따르는 것일 수 있다. 조정 프로파일은 깊이, 외전 및 전경 각도가 양 및 음의 방향으로 조정될 수 있는 상대적으로 용이한 특성이다. 일부 상황에서, 이들 값이 동일하지 않을 수 있으며, 설치 건은 이러한 차이를 조정하기 위해 확장될 수 있다. 예를 들어, 순수한 양의 전경에 적용되는 힘의 단위는 제 1 유닛 거리에 의해 정방향의 전경을 조정할 수 있는 반면 동일한 상황에서 순수한 음의 전경에 적용되는 힘의 단위는 제 1 유닛과는 다른 제 2 거리 유닛으로 음의 방향으로 전경을 조정할 수 있다. 이러한 차이는 실제 각도의 크기의 함수로서 변할 수 있다. 예를 들면, 전경이 증가함에 따라 동일한 힘의 단위는 조정된 실제 거리에서 다른 응답 변화를 초래하게 된다. 사용되는 조정 프로파일은 적용되는 작동기와 충격력을 선택할때, 작동자를 도운다. 현재 실시간 깊이 및 방향의 피드백 시스템을 사용하는 것은 다른 단계의 설치시 조정 프로파일이 적절하게 동적으로 동작 파라미터를 선택/수정할 수 있도록 한다. 한 세트의 동작 파라미터는 주로 이식 깊이를 설정할 때 사용될 수 있고 그후 원하는 깊이가 달성될 때 다른 세트가 사용됨으로써 외전각과 전경각의 미세조정이 깊이 및/또는 각도 조정을 세팅하는 충격력을 사용하지 않고 더 효율적으로 수행된다.More automated systems may not require consistent and invariant operating parameters, and that variable dynamic adjustment of operating parameters may be in accordance with the calibration profile and installation conditions of the cap installed in the ribs. The adjustment profile is a relatively easy feature that the depth, abduction and foreground angles can be adjusted in the positive and negative directions. In some situations, these values may not be the same, and the installation case may be extended to accommodate these differences. For example, a unit of force applied to a pure positive foreground can adjust the foreground in a positive direction by a first unit distance, while a unit of force applied to a pure negative foreground in the same situation is a unit different from the first unit 2 The distance unit can adjust the foreground in the negative direction. This difference can vary as a function of the magnitude of the actual angle. For example, as the foreground increases, the same unit of force will result in different response changes at the adjusted actual distance. The adjustment profile used assists the operator when selecting the applied actuator and impact force. Using the current real-time depth and direction feedback system allows the adjustment profile to dynamically select / modify operating parameters dynamically during the installation of the different stages. One set of operating parameters can be used primarily to set the implant depth and then another set is used when the desired depth is achieved so that fine adjustment of the abduction angle and foreground angle can be used without further impact force setting depth and / .

상기 장치는 충격 방법에 비해 설치/조정 힘이 감소됨에 따라 컴퓨터 내비게이션이 더 잘 수행되도록 할 수 있다. The device can make computer navigation perform better as the installation / adjustment force is reduced compared to the impact method.

이것은 실제로 보철 성분을 안착시키는 충격력을 제공하는 장소에서 기능 또는 제어 시스템을 갖고 있지 않은 의료 수술에 사용되는 컴퓨터 내비게이션 시스템에 상기 요구되는 힘이 더 호환되도록 한다. 그리도 이것이 없이는 상기 컴퓨터가 외과의사가 정형 타구봉을 수동으로 타격하는 결과의 사후평가를 제공하는 역할로 강등된다. (또한 충격하는 동안 이전의 정보를 제공한다.) 충격의 바로 실행은 보철물의 측위와 정렬에 대한 변동과 오류를 나타내는 문제점이 있다.This allows the required force to be more compatible with a computer navigation system used in medical surgery that does not have a function or control system in place that actually provides an impact force to seat the prosthetic component. Without it, the computer is demoted to a role in which the surgeon provides a post evaluation of the result of manually striking an orthotonic hitting ball. (It also provides previous information during the impact.) Immediate performance of the impact has a problem that indicates variations and errors in positioning and alignment of the prosthesis.

도 4는 펄스 전송 조립체(405)와 발진 엔진(410)을 포함하는 제 2 대표 설치 시스템(400)을 나타낸다; 도 5는 제 2 대표 설치 시스템(400)의 분해도이다; 도 6은 펄스 전송 조립체(405)의 제 1 분해도이다; 도 7은 설치 시스템(400)의 펄스 전송 조립체(405)의 제 2 분해도이다.4 shows a second representative installation system 400 including a pulse transmission assembly 405 and an oscillating engine 410; 5 is an exploded view of a second representative installation system 400; 6 is a first exploded view of pulse transmission assembly 405; FIG. 7 is a second exploded view of the pulse transmission assembly 405 of the mounting system 400.

설치 시스템(400)은 차례로, 원하는 이식 깊이로 뼈의 일부분에 이식하도록 구성된 보철물을 설치하기 위해 설계된다. 보철물은 부착 시스템의 일부 형태(예를 들어, 하나 이상의 나사 삽입물, 기계적 커플러, 링크 등)를 포함하고 보철물이 안전하고 견고하게 개체에 고정되도록 하여 임의의 축에 대한 대상의 변환 및/또는 회전이 고정된 보철물의 직접 대응하는 변환 및/또는 회전이 나타나도록 한다.The mounting system 400 is in turn designed to provide a prosthesis that is configured to implant into a portion of the bone at a desired implant depth. The prosthesis includes some form of attachment system (e.g., one or more threaded inserts, mechanical couplers, links, etc.) and allows the prosthesis to be securely and rigidly secured to the object so that translation and / So that a direct corresponding translation and / or rotation of the fixed prosthesis appears.

진동 엔진(410)는 발생 패턴을 갖는 펄스의 오리지널 시리즈를 생성하는 진동 시스템에 결합된 제어기를 포함한다. 상기 발생 패턴은 하나 이상의 제 1 펄스 진폭, 제 1 펄스 방향, 제 1 펄스 기간 및 제 1 펄스 시간 윈도우를 포함하는 펄스의 오리지널 시리즈의 제 1 듀티 사이클을 정의한다. 이것은 오리지널 펄스 시리즈의 각 펄스에 대한 진폭, 방향, 기간 또는 펄스 시간 윈도우가 서로에 대하여 균일한것으로 제안되지 않는다. 펄스 방향은 상기 세축 중 하나 이상에 대한 회전 및/또는 세 직교 축 중 하나이상의 축을 따른 변환-6개의 자유도중 어느것을 가지는 동작을 포함할 수 있다. 모터 및 다른 에너지 소스가 사용될 수도 있지만 진동 엔진(410)은 배터리에서 오는 에너지로 구동되는 전기 모터를 포함한다.The vibration engine 410 includes a controller coupled to a vibration system that produces an original series of pulses having an occurrence pattern. The generation pattern defines a first duty cycle of the original series of pulses comprising at least one first pulse amplitude, a first pulse direction, a first pulse duration and a first pulse time window. It is not suggested that the amplitude, direction, duration or pulse time window for each pulse of the original pulse series is uniform with respect to each other. The pulse direction may include rotation with respect to one or more of the three shafts and / or an operation with one of six orthogonal axes translating along one or more axes or six degrees of freedom. The vibration engine 410 includes an electric motor driven by energy from the battery, although motors and other energy sources may be used.

펄스 전송 조립체(405)는 진동 엔진(410)에 연결된 근위단부(415) 및 커넥터 시스템(425)을 사용하여 보철물에 연결되고 근위단부(420)로부터 이격된 말단부(420)을 포함한다. 펄스 전송 조립체(405)는발진 엔진(410)에서 펄스의 오리지널 시리즈를 수신하고 펄스의 오리지널 시리즈에 응답하여 설치 패턴들 갖는 펄스의 설치 시리즈를 발생한다. 생성 패턴과 마찬가지로, 설치 패턴은 제 2 펄스 진폭, 제 2 펄스 방향, 제 2 펄스 기간과 제 2 펄스의 시간 윈도우를 포함하는 펄스 설치 시리즈의 제 2 듀티 사이클을 정의한다. 또한 이것은 설치 펄스 시리즈의 각 펄스에 대한 진폭, 방향, 기간 또는 펄스 시간 윈도우가 서로에 대하여 균일한것을 제안하지 않는다. 펄스 방향은 세축 중 하나 이상에 대한 회전 및/또는 세 직교 축 중 하나이상의 축을 따른 변환-6개의 자유도중 어느것을 가지는 동작을 포함할 수 있다. The pulse transmission assembly 405 includes a proximal end 415 coupled to the oscillating engine 410 and a distal end 420 connected to the prosthesis using a connector system 425 and spaced from the proximal end 420. The pulse transmission assembly 405 receives the original series of pulses at the oscillation engine 410 and generates a series of pulses with the mounting patterns in response to the original series of pulses. Like the generation pattern, the installation pattern defines a second duty cycle of the pulse-mounting series that includes a second pulse amplitude, a second pulse direction, a second pulse period, and a time window of the second pulse. It also does not suggest that the amplitude, direction, duration or pulse time window for each pulse of the set-up pulse series is uniform with respect to each other. The pulse direction may include rotation about one or more of the three shafts and / or translation along one or more axes of three orthogonal axes, with either of six degrees of freedom.

펄스 전송 조립체(405)의 일부 실시예에서, 펄스의 설치 시리즈는 강하게 오리지널 시리즈에 연결되고 2 개의 시리즈 사이에서 동일하지 않은 경우 근접 매치된다. 일부 실시예는 오리지널 시리즈와 더 상이하거나 매우 다른 설치 시리즈를 생성하는 더 복잡한 펄스 전송 조립체(405)를 포함할 수 있다.In some embodiments of the pulse transmission assembly 405, the series of pulses is closely matched if it is strongly connected to the original series and not the same between the two series. Some embodiments may include a more complex pulse transmission assembly 405 that produces a different or even different installation series than the original series.

커넥터 시스템(425)(예를 들어, 보철물 또는 다른 상보 기계적 체결 시스템의 나사 삽입을 보완하는 하나 이상의 나사 스터드)은 근위단부(420)에서 변위된다. 커넥터 시스템(425)은 안전하고 견고하게 보철물을 유지하도록 구성된다. 상기 방법으로 부착된 보철물은 커넥터 시스템(425)과 연결될때 고정된 보철물이 된다.The connector system 425 (e.g., one or more thread studs that complement the threaded insertion of a prosthesis or other complementary mechanical fastening system) is displaced at the proximal end 420. The connector system 425 is configured to securely and firmly retain the prosthesis. The attached prosthesis in this way becomes a fixed prosthesis when connected to the connector system 425.

펄스 전송 조립체(405)는 펄스의 설치 시리즈를 고정된 보철물과 통신하고 펄스의 설치 시리즈에 응답하는 펄스의 적용된 시리즈를 생성한다. 생성 패턴 및 설치 패턴과 마찬가지로, 적용된 패턴은 제 3 펄스 진폭, 제 3 펄스 방향, 제 3 펄스 기간 및 제 3 펄스 시간 윈도우를 포함하는 펄스의 적용 시리즈의 제 3 듀티 사이클을 정의한다. 또한 이것은 적용된 펄스 시리즈의 각 펄스에 대한 진폭, 방향, 기간 또는 펄스 시간 윈도우가 서로에 대하여 균일한 것을 제안하지 않는다. 펄스 방향은 세축 중 하나 이상에 대한 회전 및/또는 세 직교 축 중 하나이상의 축을 따른 변환-6개의 자유도중 어느 것을 가지는 동작을 포함할 수 있다. The pulse transmission assembly 405 communicates an installation series of pulses with a fixed prosthesis and generates an applied series of pulses responsive to the installation series of pulses. Like the generation pattern and the installation pattern, the applied pattern defines a third duty cycle of the applied series of pulses including the third pulse amplitude, the third pulse direction, the third pulse duration, and the third pulse duration window. It also does not suggest that the amplitude, direction, duration or pulse time window for each pulse of the applied pulse series is uniform with respect to each other. The pulse direction may include rotation about one or more of the three shafts and / or translation along one or more axes of three orthogonal axes, with either of six degrees of freedom.

펄스 전송 조립체(405)의 일부 실시예에서, 펄스의 적용 시리즈는 오리지널 시리즈 및/또는 설치 시리즈에 강하게 연결되고, 동일하지 않은 경우, 근접 매치된다. 일부 실시예는 오리지널 시리즈 및/또는 설치 시리즈와 상이한 또는 매우 상이한 적용 시리즈를 생성하는 더 복잡한 펄스 전송 조립체(405)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어 하나 이상의 구성요소서로 일체로(예를들어 펄스 전송 조립체(405)와 발진 엔진(410)을 통합하는) 수성될 수 있으므로, 제 2 시리즈 및 제 2 시리즈는 이들이 독립적으로 존재하는 경우 동일하지 않고, 근사하다.In some embodiments of the pulse transmission assembly 405, the application series of pulses is strongly coupled to the original series and / or the installation series and, if not identical, closely matched. Some embodiments may include a more complex pulse transmission assembly 405 that creates an application series that is different or very different from the original series and / or installation series. In some embodiments, for example, one or more components may be watertight (e.g., integrating pulse transmission assembly 405 and oscillation engine 410) with one another, so that the second series and second series are independent of each other , It is not the same and is approximate.

펄스의 적용 시리즈는 수동 충격 없이 원하는 이식 깊이의 95 % 이내까지 뼈의 일부에 고정된 보철물을 설치하기 위해 고정된 보철물에 진동 운동을 부여하도록 설계된다. 즉, 동작시, 발진 엔진(410)에서 온 오리지널 펄스는 커넥터 시스템 (425)에 고정된 보철물의 진동 운동을 생성하도록 (이식에 따른 다양한 수준의 충실도를 가진)펄스 전송 조립체(405)를 통해 전파된다. 제 1 구현에서, 진동 운동은 보철물에 수동 충격없이 이식되도록 하고 제 2 모드에서 이식된 고정 보철물의 방향은 진동운동이 역시 수동 충격없이 활성화되는 동안 설치 시스템(400)의 회전에 의해 조절될 수 있다. 일부 실시예에서, 펄스 생성은 다른 모드에 최적화된 다양한 진동 운동을 생성할 수 있다.The application series of pulses is designed to impart vibratory motion to a fixed prosthesis to provide a prosthesis that is fixed to a portion of the bone to within 95% of the desired implant depth without manual impact. That is, in operation, the original pulse from the oscillation engine 410 is transmitted through a pulse transmission assembly 405 (with varying levels of fidelity due to implantation) to generate a vibration motion of the prosthesis fixed to the connector system 425 do. In a first embodiment, the oscillatory motion is implanted without prosthetic impact on the prosthesis, and the orientation of the implanted fixed prosthesis in the second mode can be adjusted by rotation of the mounting system 400 while the oscillatory motion is also active without a passive impact . In some embodiments, pulse generation may produce various vibrational motions optimized for different modes.

설치 시스템(400)은 펄스 전송 조립체(405)에 의해 연통된 설치 펄스 패턴의 측정(예를 들어, 양적 및/또는 질적)을 제공하기 위해 선택적 센서 (430)(예를들어, 가요성 센서 등)을 포함한다. 상기 측정은 보철물의 설치에 도움되도록 수동 또는 컴퓨터 피드백 시스템의 일부로 사용된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 펄스의 적용 시리즈의 원하는 적용 펄스 패턴(예, 보철물의 진동 동작)은 센서(430)를 통해 측정 및 설정될 수 있는 특정 설치 펄스 패턴의 함수 일 수 있다. 추가로, 또는 선택적으로, 다른 센서는 최적의 설치를 위한 원하는 적용 펄스 패턴을 설정하도록 보철물을 수용하는 뼈를 특정하기 위해 골밀도 센서 또는 다른 메커니즘과 같은 설치 시스템을 작동하는 의사 또는 자동화된 설치 시스템을 도울 수 있다.The mounting system 400 may include an optional sensor 430 (e.g., a flexible sensor, etc.) to provide a measurement (e.g., quantitative and / or qualitative) of the installed pulse pattern communicated by the pulse transmission assembly 405 ). The measurement is used as part of a manual or computer feedback system to aid in the installation of the prosthesis. For example, in some implementations, the desired applied pulse pattern (e.g., the oscillating motion of the prosthesis) of the applied series of pulses may be a function of a particular installed pulse pattern that can be measured and set through the sensor 430. [ Additionally or alternatively, the other sensor may be a physician or automated installation system operating a mounting system, such as a bone mineral density sensor or other mechanism, to specify the bone that receives the prosthesis to set the desired applied pulse pattern for optimal installation I can help.

도 6 및 도 7의 분해도는 펄스 전송 조립체(405)의 특정 구현을 도시하며 생성 및 발진 엔진으로부터 온 생성 펄스의 시리즈 응답하여 적용 펄스 패턴을 생성 및 연통하는 여러 가지 방법이 있음을 이해하도록 한다. 도 6 및 도 7의 예시 구조는 진동 엔진(410)로부터 온 주 종방향/축 발생 펄스에 응답하여 주 종방향/축 펄스를 생성한다.6 and 7 illustrate a particular implementation of the pulse transmission assembly 405 and understand that there are several ways to generate and communicate an applied pulse pattern in response to a series of generated pulses from the generation and oscillation engines. 6 and 7 generate the dominant directional / axial pulses in response to the dominant direction / axis generated pulses from oscillation engine 410. [

펄스 전송 조립체(405)는 상부 전송 조립체 (640), 하부 전송 조립체(645) 및 중앙 조립체(650)를 포함하는 외부 하우징 (435)을 포함한다. 중앙 조립체 (650)는 상부 전송 조립체(640)를 하부 전송 조립체(645)를 연결하는 이중 앤빌(655)을 포함한다. 외부 하우징(635) 및 중앙 조립체(650)는 센서(630)가 이중 앤빌(655)의 단부와 상부/하부 전송 조립체 중 하나 사이에서 중앙 조립체(650)에 삽입되도록 하는 포트를 포함한다.The pulse transmission assembly 405 includes an outer housing 435 that includes an upper transfer assembly 640, a lower transfer assembly 645, and a center assembly 650. The center assembly 650 includes a dual anvil 655 that connects the upper transfer assembly 640 to the lower transfer assembly 645. The dual anvil 655 is shown in FIG. The outer housing 635 and the center assembly 650 include ports through which the sensor 630 is inserted into the center assembly 650 between the end of the dual anvil 655 and one of the upper / lower transfer assemblies.

상부 전송 조립체(640) 및 하부 전송 조립체(645) 각각은 한 쌍의 커넥터에 의해 외부 하우징(435)에 결합되는 지지 수단(660)를 포함한다. 전송 로드(665)는 한단부에서 헤드를 포함하고 제 2 단부에서 이중 앤빌(655)의 단부와 결합 구조를 타격하도록 구성된 각 전송 로드(665)와 함께 각 지지수단(660)에 의해 축방향 구멍을 통해 이동가능하게 배치된다. 압축 스프링(670)은 지지 수단(660)과 헤드 사이의 각각의 전송로드(665)에 배치된다. 상부 전송 조립체 (640)의 결합 구조는 발진 엔진(410)과 협동하여 생성된 펄스 시리즈를 수신한다. 하부 전송 조립체(645)의 결합 구조는 보철물을 고정하기 위한 커넥터 시스템(425)을 포함한다. 일부 실시예는 특정 보철물에 커넥터 시스템(425)을 채용하는 도시되지 않은 어댑터를 포함할 수 있고 다른 어댑터는 다른 보철물과 펄스 전송 조립체(405)의 사용을 허용하도록 한다.Each of upper transmission assembly 640 and lower transmission assembly 645 includes support means 660 coupled to outer housing 435 by a pair of connectors. The transfer rod 665 is connected to each end of the double anvil 655 at its one end with a head and at its second end with a respective transfer rod 665 configured to strike the end of the double anvil 655 and the coupling structure, As shown in Fig. A compression spring 670 is disposed in each transfer rod 665 between the support means 660 and the head. The coupling structure of upper transmission assembly 640 receives a series of pulses generated in cooperation with oscillation engine 410. The coupling structure of the lower transfer assembly 645 includes a connector system 425 for securing the prosthesis. Some embodiments may include unshown adapters employing connector system 425 for certain prostheses and other adapters may allow use of other prostheses and pulse transfer assemblies 405. [

중앙 조립체(650)는 커넥터에 의해 외부 하우징(435)에 결합되는 지지 수단 (675)를 포함하고, 지지 수단 (675) 내에서 자유롭게 움직이는 두 앤빌(655)을 수용한다. 상부 전송 조립체 및 하부 전송 조립체의 헤드는 지지 수단 (675) 내에 배치되고 펄스를 생성하는 동안 이중 앤빌(655)의 해당 단부를 타격하도록 배치된다.The center assembly 650 includes a support means 675 that is coupled to the outer housing 435 by a connector and receives two anvils 655 that are free to move within the support means 675. The heads of the upper transfer assembly and the lower transfer assembly are disposed within the support means 675 and are arranged to strike corresponding ends of the dual anvils 655 during generation of the pulses.

동작시, 발진 엔진(410)은 상부 전송 조립체(640)를 통해 커넥터 시스템 (425)에 의해 고정된 보철물에 전송되는 펄스를 생성한다. 펄스 전송 조립체(405)는 펄스 전송 조립체(405)를 전송 로드(665)를 사용하여 생성된 펄스를 수용한다. 상부 전송 조립체(640)의 전송 로드(665)는 지지수단(660) 내에서 움직이는 이중 앤빌(655)에 펄스를 연통하도록 상부 전송 조립체(640)의 지지수단 내에서 움직인다. 이중 앤빌(655)는 차례로 커넥터 시스템(425)에 고정된 보철물(425)의 진동 운동을 생성하도록 하부 전송 조립체(645)의 전송 로드(665)에 펄스를 연통한다. 전송 로드(665)는 상기 도시된 실시예에서 외부 하우징(435)내에서 주로 종방향/축방향(근위 단부(415)와 말단부(420)사이에서 연장되도록 정의된 종축)으로 움직인다. 상기 방법으로, 의사는 진동하는 보철물을 설치 및/또는 측위할때 수동 고정으로 외부 하우징(435)을 사용할 수 있다.In operation, the oscillation engine 410 generates pulses that are transmitted through the upper transfer assembly 640 to the prosthesis fixed by the connector system 425. The pulse transmission assembly 405 receives the pulses generated using the transmission rod 665 with the pulse transmission assembly 405. The transfer rod 665 of the upper transfer assembly 640 moves within the support means of the upper transfer assembly 640 to communicate pulses to the dual anvil 655 moving within the support means 660. [ The dual anvil 655 in turn communicates a pulse to the transfer rod 665 of the lower transfer assembly 645 to create a vibratory motion of the prosthesis 425 secured to the connector system 425. The transfer rod 665 moves primarily in the longitudinal / axial direction (the longitudinal axis defined to extend between the proximal end 415 and the distal end 420) in the outer housing 435 in the illustrated embodiment. In this way, the physician can use the outer housing 435 with a manual fix when installing and / or positioning the vibrating prosthesis.

펄스 전송 조립체 (405)에 대한 개별 전송 부분(예를 들어, 상부, 중앙, 하부 전송 조립체)의 사용은 진동 엔진(410) 및 고정된 보철물 사이의 느슨한 결합의 형태를 허용할 수 있다. 상기 방법에서, 진동 엔진(410)에서 온 펄스는 작동하는 동안 뼈에 가해지는 보철물의 진동 운동으로 변환된다. 일부 실시예는 한 구성요소는 다른 구성요소에 직접 고정, 또는 단일 구성 요소를 구성요소의 쌍으로 대체함으로써 더 강한 결합을 제공 할 수 있다.The use of separate transfer portions (e.g., upper, middle, lower transfer assemblies) for the pulse transfer assembly 405 may allow for loose coupling between the oscillating engine 410 and the fixed prosthesis. In this way, the pulses coming from the vibration engine 410 are converted into vibratory motion of the prosthesis that is applied to the bone during operation. Some embodiments can provide a stronger bond by fixing one component directly to another, or by replacing a single component with a pair of components.

도 8은 제 3 대표 설치 시스템(800)을 나타낸다; 도 9는 제 3 대표 설치 시스템(800)의 분해도이다.8 shows a third representative installation system 800; 9 is an exploded view of the third representative installation system 800. Fig.

도 4-도 8의 실시예는 특히 어떠한 충격도 필요하지 않음에 따라 타구봉 및 태므의 사용에 비해 쉽고 매우 감소된 힘으로 뼈 대체 기질내로 보철 캡을 삽입하는 것을 도시한다. 삽입이 진행되고, 진동 동작이 보철물에 가해지는 동안, 보철물은 정확하게 원하는 배치/측위에 핸들/외측 하우징사으이 토크링(torqueing)에 의해 비교적 용이하게 위치될 수 있다. 삽입 힘은 가변적이며 20 ~ 800 파운드 사이의 힘의 범위이다. 중요한 것은, 본 발명에 뼈 기질(이 경우 관골구 보철물)에 보철물을 적용하는데 상당히 작은 힘이 사용될 수 있다는 것이다.The embodiment of Figures 4-8 shows insertion of the prosthetic cap into the bone replacement substrate with ease and with very reduced force compared to the use of the tongue and tongue, especially as no impact is required. While the insertion is proceeding and the vibrating motion is applied to the prosthesis, the prosthesis can be positioned relatively easily by torqueing the handle / outer housing yarn to the precise desired placement / positioning. The insertion force is variable and ranges from 20 to 800 pounds of force. It is important to note that a considerably smaller force may be used in the present invention to apply the prosthesis to a bone matrix (in this case, an ankle prosthesis).

설치 시스템(100) 및 설치 시스템(400)과 유사하게, 설치 시스템(800)은 보철물 구성요소의 (ⅰ) 설치 및 (ⅱ) 외전각과 전경각중 하나 또는 둘다를 정밀하게 제어하기 위해 사용된다. 설치 시스템(800)은 바람직하게는 원하는 값으로 전경각 및 외전각 둘다에 대한 캡의 원하는 깊이와 방향에서 관골구내로 관골구 캡을 둘다 설치할 수 있도록 한다. 표 Ⅱ에서 다음 참조 번호는 도 8-9에 나타난 구성요소를 참조한다:Similar to the mounting system 100 and the mounting system 400, the mounting system 800 is used to precisely control (i) installation of the prosthesis components and (ii) one or both of the abduction angle and the foreground angle. The mounting system 800 preferably allows for the placement of both of the zygomatic caps into the ankle at the desired depth and orientation of the cap for both the fore and aft angle with the desired value. In Table II, the following reference numbers refer to the components shown in Figure 8-9:

표 Ⅱ: 장치(800) 요소Table II: Device (800) Element

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설치 시스템(800)은 보철물(830)을 연결하는 연결 시스템에서 끝나는 연장 로드를 지지하는 핸들을 가진 제어기를 포함한다. 트리거(804)의 작동은 연장 로드의 동작을 초기화한다. The mounting system 800 includes a controller with a handle that supports an extension rod terminating in a connection system connecting the prosthesis 830. The actuation of the trigger 804 initiates the operation of the extension rod.

상기 움직임은 여기서 종래의 교체 과정에서 사용되는 충격력보다 상당히 작은 설치력 및/또는 설치 모션으로 지칭된다. 외부 하우징은 작동자가 보철물을 잡아서 측위할 수 있는 한편, 연장 로드가 내부에서 움직인다. 일부 실시예는 설치 동작의 직접 전송을 제공하는 메커니즘과 간섭하지 않고 외과의사 작동자가 설치 시스템(800)을 잡고 조작하도록 하는 하우징에 더하여 또는 이를 대신하는 핸들 또는 다른 그립을 포함한다. 도시된 실시예는 고정된 보철물의 측위/방향에 반영되는 임의의 축에 대해 설치 시스템의 경사 및/또는 회전을 허용하는 안정적으로 고정되는 보철물(830)을 포함한다The motion is referred to herein as an installation force and / or installation motion that is considerably smaller than the impact force used in conventional replacement procedures. The outer housing allows the operator to position and position the prosthesis while the extension rod moves inside. Some embodiments include handles or other grips in addition to or in place of a housing that allows a surgeon operator to hold and manipulate the mounting system 800 without interfering with a mechanism that provides direct transmission of the mounting operation. The illustrated embodiment includes a stably fixed prosthesis 830 that allows tilting and / or rotation of the mounting system with respect to any axis reflected in the positioning / orientation of the fixed prosthesis

작동기는 소켓을 조절하도록 상기 장치에 충격 및 진동 작용을 제공하는 공압으로 작동되는 진동 장치(선택적인 동작 시스템이 공압 시스템에 더하여 또는 선택적으로 사용될 수 있는)이다. 선택사항은 기계적 및/또는 전자 기계적 시스템, 모터, 및/또는 엔진을 포함한다. 작동기는 공기 흡입구(802), 트리거(804), 니들 밸브(806), 실린더(814) 및 피스톤(812)을 포함한다.The actuator is a pneumatically actuated vibrating device (an optional operating system can additionally or alternatively be used in addition to the pneumatic system) which provides shock and vibration action to the device to regulate the socket. The options include mechanical and / or electromechanical systems, motors, and / or engines. The actuator includes an air inlet 802, a trigger 804, a needle valve 806, a cylinder 814 and a piston 812.

공기는 흡입구(802)를 통해 도입되고 트리거(804)가 니들 밸브(806)을 압착함으로써 실린더(814)의 대향 단부로 피스톤(812)를 가압하여 실린더(814)내로 공기를 들여보낸다. 상기 대향 단부에서 피스톤(812)은 원래 위치로 다시 피스톤을 가압하고 공기가 들어오도록 포트를 개방한다.Air is introduced through the inlet port 802 and the trigger 804 presses the piston valve 812 to the opposite end of the cylinder 814 by squeezing the needle valve 806 and introduces air into the cylinder 814. At the opposite end, the piston 812 presses the piston back to its original position and opens the port to allow air to enter.

상기 동작은 70 Hz까지에서 본 실시예의 기능과 장치의 조작을 위한 동력을 제공한다. 주파수는 트리거(804)에 의해 공기 흡입구(802)에서 사용 가능한 공기 압력으로 조정할 수 있다.This operation provides power for operation of the apparatus and functions of this embodiment up to 70 Hz. The frequency can be adjusted by the trigger 804 to an air pressure available at the air inlet 802. [

피스톤(812)은 드라이버(816)를 충격하고, 드라이버(816)는 니들 블록(818)의 니들(820)을 충격한다. 니들(820)은 연결 로드(828)를 통해 보철물(830)에 직접 연결된 앤빌(824)을 타격한다.The piston 812 impacts the driver 816 and the driver 816 impacts the needle 820 of the needle block 818. The needle 820 strikes the anvil 824 directly connected to the prosthesis 830 via the connecting rod 828.

서스펜션 스프링(822)은 더 많거나 적은 전체 힘을 적용하기 위한 유연성을 제공한다. 이러한 유연성은 최적/원하는 방향에서 보철물(830)을 위치시키기 위해 보철물(830)의 일측에 더 많은 힘 또는 보철물(830) 주위에 동일하게 적용되는 힘을 가하도록 한다. 설치 시스템(800)은 발진 엔진과 보철물(830) 사이에 더 강하게 결합된 펄스 전송 시스템을 갖는 BMD를 도시한다.Suspension spring 822 provides flexibility to apply more or less total force. This flexibility allows more force to be applied to one side of the prosthesis 830 or forces applied equally around the prosthesis 830 to position the prosthesis 830 in the optimal / desired direction. The mounting system 800 illustrates a BMD having a pulsed transmission system that is more tightly coupled between the oscillating engine and the prosthesis 830. [

발진 엔진과 보철물 사이의 펄스 통신의 결합 특질과 형태는 여러 가지 다른 방식으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 니들 블록(818)의 니들(820)은 독립적으로 이동하며, 피스톤(812)의 움직임을 다르게 반응한다. 다른 구현예에서, 니들은 함께 또는 다르게 융합될 수 있는 반면, 다른 실시예에서 니들(820) 및 니들 블록(818)은 다른 실린더 구조로 대체될 수 있다.The coupling nature and form of pulse communication between the oscillating engine and the prosthesis can be modified in several different ways. For example, in some implementations, the needles 820 of the needle block 818 move independently, reacting differently to the movement of the piston 812. In other embodiments, the needles 820 and needle blocks 818 may be replaced with other cylinder structures, while in other embodiments the needles may be fused together or differently.

도시된 바와 같이 두 실시예들은 주로 길이 방향의 구현을 제공하는 한편, 설치 시스템(800)은 삽입/진동의 힘이 보철물의 한쪽 또는 다른쪽에 집중되는 힘을 적용하여 "조종"될 수 있도록 하기 위한 설계 특성을 포함한다. 또한 공개된 실시예의 주로 종방향 진동 운동에 더하여 또는 대신하여 "측 방향" 운동 성분을 포함하는 랜덤 진동 운동을 생성하는 구현예는 THR 수술을 포함하는 다양한 적용에서 보철물을 설치하는데 유용할 수 있다.As shown, the two embodiments provide primarily longitudinal implementations, while the mounting system 800 is designed to allow the force of insertion / oscillation to be "steered" by applying a force concentrated on one or the other side of the prosthesis Design characteristics. Embodiments that also produce random vibrational motions that include "lateral" motion components in addition to or instead of predominantly longitudinal vibrational motion of the disclosed embodiments may be useful for installing prostheses in a variety of applications including THR surgery.

설치 시스템(400)과 설치 시스템(800)은 약 60 Hz에서 펄스를 생성하는 진동 엔진을 포함된다. 시스템(800)은 48 내지 68 Hz에서 동작할 수 있는 한편, 시스템(400)은 60 Hz에서 동작할 수 있다. 테스트에서, 약 4 초의 동작은(발진 엔진의 약 240주기를 의미) 보철물의 원하는 삽입 및 정렬을 나타낸다. 적절히 캡을 충격하도록 탬프를 타격하는 타구봉을 사용하는 종래의 수술은 수술은 해머/타구봉을 10번 타격한후 일반적으로 완료된다.The installation system 400 and the installation system 800 include vibration engines that generate pulses at about 60 Hz. System 800 may operate at 48 to 68 Hz while system 400 may operate at 60 Hz. In the test, about four seconds of motion represents the desired insertion and alignment of the prosthesis (meaning about 240 cycles of the oscillating engine). Conventional surgery using a batting rod that hits the tamper to impact the cap properly is usually completed after the hammer / hitting ball has been hit 10 times.

실험Experiment

두 시스템(400) 및 시스템(800)은 1mm 크기로 준비된 표면을 리밍 및 1mm 크다 캡을 삽입하는 표준 기술을 사용하는 표준 짐머 관골구 캡을 가진 골 대체 기질에서 시험되었다. 기질은 상기 개념, 즉 우리가 고밀도 발포 소재를 연구할 수있는 최고의 옵션으로 선택되었다. 뼈의 특정 속성이 여기에 표시되지 않을 것이라는 점이 인식되었다(예를 들어 오류가 발생하기 전에 기질을 스트레칭하는 능력).Both systems 400 and system 800 were tested on a bone substitute substrate with a standard Zimmerman zygote cap using standard techniques of reaming the prepared surface to a 1 mm size and inserting a 1 mm large cap. The substrate was chosen as the above concept, the best option for us to study high density foamed materials. It was recognized that certain properties of the bones would not be shown here (eg the ability to stretch the substrate before the error occurred).

두 버전 모두 선택한 기질 내에 보철물을 쉽게 삽입 및 측위하는 것을 보여준다. 우리는 비교적 쉽게 캡을 기질로 이동시킬 수 있었다. 큰 충격을 적용하기 위한 타구봉이나 해머가 필요하지 않는다. 이 실험은 보철 캡이 해머 또는 타구봉으로 타격하는 것보다 훨씬 적은 힘과 더 많은 제어로 골 대체 기질에 삽입될 수 있음을 보여 주었다. 우리는 동일한 현상이 인간의 뼈에서 재생될 수 있다는 것을 추측한다. 우리는 보철 캡이 아주 작은 힘으로 쉽게 삽입될 것으로 상상한다.Both versions show easy insertion and positioning of the prosthesis in the selected substrate. We were able to move the cap to the substrate relatively easily. There is no need for a hitting ball or hammer to apply a large impact. This experiment showed that the prosthetic cap could be inserted into the bone replacement substrate with much less force and more control than hitting it with a hammer or a tip ball. We speculate that the same phenomenon can be reproduced in human bones. We imagine the prosthetic cap to be easily inserted with very little force.

또한 우리는 캡이 삽입되는 동안 동시에, 캡의 위치가 임의의 내부 동작 측정 시스템(내비게이션, 투시장치 등)으로 직접 시각화하여 조절될 수 있는 것을 믿는다. 본 발명은 외상성 힘에 반대되는 비외상성 힘으로 보철물 구성요소의 삽입(삽입)을 허용하는 시스템을 제공한다.We also believe that while the cap is being inserted, the position of the cap can be visualized and adjusted directly into any internal motion measurement system (navigation, perspective, etc.). The present invention provides a system that allows insertion (insertion) of a prosthetic component with non-traumatic forces as opposed to traumatic forces.

실험 구성 - 시스템(400)Experimental Configuration-System 400

진동 엔진(410)은 극소수의 큰 충격의 적용과 반대로 매우 빠르게 작은 충격의 시리즈를 적용함으로써 제한된 공간에서 나무에 상당히 큰 프레임 못을 진행시키는데 사용되는 크래프츠맨 G2 햄머헤드 네일러를 포함한다.The vibration engine 410 includes a Craftsman G2 hammerhead necker that is used to propel a fairly large frame nail into a tree in a confined space by applying a series of small impacts very quickly, as opposed to the application of a very small number of large impacts.

뼈 대체는 골반 관골구를 나타내는 15 파운드 고밀도 우레탄 폼이다. 일반적으로 환자의 손상된 관골구를 청소하는데 사용되는 표준 절삭 도구로 형성된다. 54 mm 캡과 53mm 커터가 시험에 사용되었다.The bone substitute is a 15 lb high density urethane foam representing the pelvic arch. It is usually made of a standard cutting tool used to clean a patient's injured organs. A 54 mm cap and a 53 mm cutter were used for the test.

한 테스트에서, 상기 캡은 타구봉 및 탬프를 사용하여 7번의 타격 후 완전히 끼워져 삽입된다. 캡의 재 방향설정은 원하는 방향을 달성하기 위해 끼워진 후 캡의 주변에 추가적인 타격이 필요하다. 뼈에 삽입하여 끼우는 느낌과 삽입의 일정함이 질적으로 결정된다.In one test, the cap is fully inserted and inserted after 7 strokes using a tipball and a stamp. The redirection of the cap requires additional striking around the cap after being fitted to achieve the desired orientation. The feeling of inserting the bone into the bone and the consistency of the insertion are qualitatively determined.

시스템(400)의 실시예는 타구봉과 탬프 방법을 대신하여 사용된다. 삽입이 훨씬 더 점진적으로 수행된다; 캡이 (삽입시의 깊이와 방향)위치로 안내되도록 한다. 최종 수정 위치는 전원이 발진 엔진에 가해지는 동안 기질 내의 캡을 회전시키도록 측 방향 손 압력을 사용하여 용이하게 달성될 수 있다.The embodiment of the system 400 is used in place of the ball hitting and stamping methods. The insertion is performed much more gradually; So that the cap is guided to a position (depth and direction at the time of insertion). The final correction position can be easily achieved using lateral hand pressure to rotate the cap in the substrate while power is applied to the oscillation engine.

센서를 사용하는 다른 테스트는 준비된 소켓 모델내로 캡을 밀어 정적(비 충격) 하중을 결정하도록 수행된 일반적인 정적 하중 감지를 포함한다. 이것은 충격 하중 시험과 비교하기 위한 기반을 제공한다. 보철물은 벤치 바이스에서 적용되는 힘을 전송하기 위해 캡에 장착된 나사가 준비된 소켓에 제공된다. 바이스의 핸들은 캡이 완전히 장착될 때까지 소켓에 캡을 압축하는 힘을 적용하도록 돌려진다. 캡은약 ~200 파운드까지의 삽입력에서 소켓으로 움직이기 시작하고 소캣으로 삽입되는 캡의 직경은 캡이 완전히 안착될 때까지 일정하게 유지되는 최대 375 파운드로 증가함에 따라 점차적으로 증가한다.Other tests using sensors include general static load sensing performed to determine the static (non-shock) load by pushing the cap into the prepared socket model. This provides the basis for comparison with impact load tests. The prosthesis is provided with a screw-ready socket mounted on the cap to transfer the force applied on the bench vise. The handle of the vise is turned to apply a force to compress the cap on the socket until the cap is fully seated. The cap begins to move from the insertion force of about 200 pounds to the socket and the diameter of the cap inserted into the socket gradually increases as it increases to a maximum of 375 pounds held constant until the cap is fully seated.

설치 시스템(400)은 다음에 유사하게 준비된 소켓에 캡을 설치하는 데 사용된다. 5개의 테스트는 가장 의미있는 결과를 얻는 방법을 결정하기 위해, 프레임 속도 및 셋업 절차를 사용하여 수행된다. 모든 테스트는 54mm의 관골구 캡을 사용한다. 발진 엔진은 지정된 60 충격/sec로 구동된다. 처음 두 테스트는 모든 충격 이벤트를 캡쳐하기에 충분하게 빠르지 않으나 적절한 설치에 도움이 되는 2000 프레임/sec로 수행된다. 테스트 3은 4,000 초당 프레임으로 이미 사용된 소켓에서 발진 엔진을 사용한다. 시험 4는초당 4000 프레임으로 53mm에서 사용되지 않은 발포 소켓에서 발진엔진을 사용한다.The installation system 400 is then used to install the cap on similarly prepared sockets. Five tests are performed using the frame rate and setup procedure to determine how to get the most meaningful results. All tests use a 54 mm guttural cap. The oscillating engine is driven at the specified 60 shocks / sec. The first two tests are not fast enough to capture all the impact events, but are performed at 2000 frames / sec to assist in proper installation. Test 3 uses an oscillating engine in a socket that is already in use at 4,000 frames per second. Test 4 uses an oscillating engine in a foam socket not used at 53 mm at 4000 frames per second.

테스트 3: 이미 압축된 소켓에서, 캡은 발진 엔진과 펄스 전송 조립체를 사용하여 펄스화된다. 평균 기록된 펄스 지속 시간 0.8 ms로 500-800 파운드 사이의 기록된 타격.Test 3: In an already compressed socket, the cap is pulsed using the oscillation engine and pulse transmission assembly. Recorded blow between 500-800 pounds with an average recorded pulse duration of 0.8 ms.

테스트 4: 미사용 53mm 소켓에, 캡이 발진 엔진과 펄스 전송 조립체를 사용하여 펄스화된다. 평균 기록된 펄스 지속 시간 0.8 ms로 250-800 파운드 사이의 기록된 타격. 삽입은 3.37초 202 충격 히트로 완료된다.Test 4: In an unused 53 mm socket, the cap is pulsed using the oscillating engine and pulse transmission assembly. Recorded blow between 250-800 pounds with an average recorded pulse duration of 0.8 ms. The insertion is completed in 3.37 seconds 202 impact heat.

테스트 5: 미사용 53mm 소켓에, 캡이 표준 해머(참조)로 삽입된다. 500-800 파운드 사이의 기록된 충격 및 평균 기록된 펄스 지속 시간 22.0ms. 삽입은 220 ms의 전체 압력 시간 동안 10 충격 히트를 사용하여 4초에 완료. 이 테스트는 192ms의 전체 압력 시간동안 0.8ms의 단일 히트 경과시간으로 4초에 240 히트가 사용된 테스트 3 및 4와 비교하여 5초에 완료되도록 빠르게 수행된다.Test 5: In unused 53mm socket, cap is inserted into standard hammer (see). Recorded impact between 500-800 pounds and average recorded pulse duration 22.0ms. The insert was completed in 4 seconds using a 10 impact heat for a total pressure time of 220 ms. This test is performed quickly to complete in 5 seconds compared to tests 3 and 4 where 240 hits were used in 4 seconds with a single hit time of 0.8 ms for a total pressure time of 192 ms.

시스템(400) 및 시스템(800) 사이에서 직접 비교하지 않는 엄격한 비교 시험에서, 일반적으로는 시스템(800)을 이용한 설치에 사용되는 힘은 요소 10으로 시스템(400)보다 낮게 나타난다. 이것은 설치 시스템이 작동하는 동안 특정 최적화 특성이 있음을 제안한다. In a rigorous comparative test, which does not directly compare between system 400 and system 800, the force typically used for installation with system 800 is lower than system 400 with element 10. This suggests that the installation system has certain optimization characteristics during operation.

상기 힘이 변조될 수 있고 상기 모델과 뼈에 보철물 캡이 쉽게 삽입될 수 있는지에 대한 의문이 있다. 공개된 개념을 사용하여 기질에 보철물 캡을 삽입하는데 요구되는 가장 낮은 힘은 무엇인가? 상기 개념을 사용하여 단단한 뼈에 보철물 캡을 삽입하는데 필요한 가장 낮은 힘은 무엇인가? 상기 개념을 사용하여 부드럽고 골다공 뼈에 보철물 캡의 삽입하는데 필요한 가장 낮은 힘은 무엇인가? 이러한 것들이 향후 본 발명의 구현 단계에서 해결될 수 있는 질문이다.There is a question as to whether the force can be modulated and the prosthesis cap can be easily inserted into the model and bone. What is the lowest force required to insert the prosthesis cap into the substrate using the open concept? What is the lowest force required to insert a prosthesis cap into a hard bone using this concept? What is the lowest force required to insert a prosthesis cap into a soft, osseointegrated bone using this concept? These are the questions that can be resolved in the implementation steps of the present invention in the future.

또한 기본 연구는 또한 적절한 힘 범위와 본 발명을 이용하여 캡을 삽입하기 위해 필요한 진동 움직임 패턴을 가진 다양한 연령대(예 사체 연구를 통해)에서 뼈의 밀도와 다공성의 상관 관계에 대해 수행될 수 있다. 예를 들어, 의사는 뼈의 다공성과 밀도를 평가하도록(예를들어 수술 전 계획 또는 수술을 수행하는 동안) 환자의 뼈에 감지 장치를 삽입하거나 다른 평가 절차를 사용할 수 있다. 일단 알려지면, 밀도 또는 다른 뼈의 특성은 설치 시스템의 힘 범위를 포함하는 적절한 진동 패턴을 설정하고, 따라서 보철물을 삽입 및/또는 측위하는데 최소한 필요한 힘을 사용한다.Basic studies can also be performed on the correlation between bone density and porosity at various ages (through prognostic studies) with appropriate force ranges and the required vibrational movement pattern to insert the caps using the present invention. For example, a physician may insert a sensing device into a patient's bone or use other assessment procedures to evaluate the porosity and density of the bone (e.g., during pre-operative planning or surgery). Once known, the density or other bone characteristics establish a proper vibration pattern, including the force range of the mounting system, and thus use at least the necessary force to insert and / or position the prosthesis.

BMD는 모든 의료 기기 회사와 외과 의사를 위한 "필수" 장치 "이다. BMD가 없이는 이식의 문제가 고관절 교체 수술 기술(내비게이션, 투시장치, MAKO/로봇 공학, 가속도계/자이로 미터 등)의 최근의 진보에도 불구하고 해결되지 않는다. 관골구 구성 요소(캡) 측위는 고관절 교체 수술에서 가장 큰 문제로 남아있다. 이식은 오류가 시스템에 나타나고 상기 문제에 관심이 제기되지 않은 최종 단계이다. 현재 기술은 충격 이전에, 수술 중 골반 내 임플란트의 위치에 대한 상당한 인식이 있으나 상기 기술은 이식의 마지막 단계를 지지수단하지 않는다.BMD is a "mandatory" device for all medical device companies and surgeons. "Without BMD, the problem of transplantation is the latest advances in hip replacement surgery techniques (navigation, vision devices, MAKO / robotics, accelerometers / gyrometers, etc.) (Cap) positioning remains the biggest problem in hip replacement surgery, which is the final stage in which errors appear in the system and have not been addressed by the problem. There is considerable awareness of the location of implants in the pelvis during surgery, but the technique does not support the last step of implantation.

도 1-도 9 및 상술한 논의에서 다양한 설치 구현(설치 및 위치를 포함하여)을 처리하는 BMD의 실시예가 도시되고 설명된다. 대다수의 공개된 실시예에서는, 보철물이 원하는 대로 정확하게 삽입 및 정렬됨에 따라 보철물의 설치 후 측위에 대한 요건이 없다. 도 10-도 34에는, 보철물을 이식한 시스템 또는 방법에 관계없이 정확한 정렬을 수반하지 않고 보철물이 이식된후 보철물 오정렬을 해결하기 위한 방법들의 세트가 도시된다. 언급된 바와 같이, 도 1-도 9에 공개된 시스템 및 방법의 일부 실시예는 설치된 보철물에 대한 원하는 배향을 변경하도록 결정된 경우와 같이 정확한 측위를 허용하도록 이전에 설치된 보철물을 "플로트(float)"하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 목적에 대한 문맥에서 플로트(float)는 외과의사가 보철물을 적절하게 배향할 수 있도록 삽입되어 잘못 위치된 보철물을 재방향설정하는 것을 억제하는 힘(예를들어, 정적 마찰력)의 제거 및/또는 감소를 의미한다.An embodiment of a BMD for processing various installation implementations (including installation and position) is shown and described in Figures 1-9 and the discussion above. In the majority of the disclosed embodiments, there is no requirement for post-installation positioning of the prosthesis as the prosthesis is inserted and aligned exactly as desired. FIGS. 10-34 illustrate a set of methods for resolving prosthesis misalignment after implantation of a prosthesis without precise alignment, regardless of the system or method implanted the prosthesis. As noted, some embodiments of the systems and methods disclosed in Figures 1-9 float " float "a previously installed prosthesis to allow accurate positioning, such as when it is determined to change the desired orientation for an installed prosthesis. Lt; / RTI > In the context of the purposes of the present invention, a float may be created by removing a force (e.g., static friction) that inhibits the surgeon from reorienting a misplaced prosthesis so that it can properly orient the prosthesis, and / RTI >

도 12-도34의 방법의 시스템은 BMD 측위로 달성될때, 투시장치 및 가속도계/자이로 미터와 같은 다른 다양한 실시간 모니터링 시스템과 마찬가지로 현재 이용가능한 외과적 수술동안 실시간 정보를 제공하는 내비게이션 시스템과 함게 사용되도록 개념화 및 원하는다.The system of the method of Figs. 12-34, when achieved with BMD positioning, is intended for use with navigation systems that provide real-time information during currently available surgical operations, as well as other various real-time monitoring systems, such as a fluoroscopic device and an accelerometer / gyrometer Conceptualization and want.

도 10은 골반 P의 일부에 잘못 위치된 관골구 컵 C를 나타내는 개략적 측면도이다. 잘못 위치됨(Misposition)은 상기 문맥에서 바람직한 방향을 달성하기 전에 바람직한 방향을 갖는 삽입 보철물을 의미한다. 도 11은 도 10에 도시된 바와 같이 비인코딩되고 잘못 위치된 관골구 컵 C에 방향 변경힘을 적용하도록 타구봉 M 및 탬프 T의 종래의 사용을 도시한다. Fig. 10 is a schematic side view showing an iliac crest cup C erroneously positioned on a part of the pelvis P. Fig. Mispositioning refers to an implant prosthesis having a preferred orientation before achieving the desired orientation in the context. Fig. 11 shows the conventional use of the ball bar M and the tamper T to apply a deflection force to the un-encoded and incorrectly positioned clavicle cup C as shown in Fig.

통상 어떤 경우에도 환자의 골반의 위치, 수술실 테이블 및 보철 구성 요소가 이식 과정동안 수술(탐색)에서 관찰되지 않으며, 캡 C는, 원하는 위치보다 이로 덜 올라가서 끝난다. 이러한 상태는 종종 충격 탬프 T 상에 타구봉 M이 비균일하게 타격됨으로서 발생하는 힘의 제어 부족으로 인해 발생한다. 현재, 의사가 이미 축격된 캡 C의 방향을 변경할때 컵 C의 변부상의 다양한 위치가 탬프 T 및 타구봉 M을 사용하여 타격된다.In any case, the position of the patient's pelvis, the operating room table, and the prosthetic component are not observed during surgery (navigation) during the transplantation procedure, and Cap C ends up with less than desired position. This condition is often caused by a lack of control of the force caused by non-uniformly striking the ball bar M on the impact tamp T. [ Currently, various positions on the sides of the cup C are struck using the tampon T and the toggle bar M when the doctor changes the direction of the already capped cap C. [

이 방법의 문제점은 외과 의사가 캡 상의 특정 충격이 캡 C의 특정 정렬을 어떻게 변화시키는가에 대한 선험적인 아이디어가 전혀 없다는 것이다. 예를들어, 의사가 컵C의 일반적인 부분이 탬핑될 때(예: 전방) 이것이 다양한 정도의 전경을 변화시킨다는 것을 아는 동안 상기 동작은 충격이 이루어지는 장소(적도의 위 또는 아래)에 따라 외전(abduction) 또는 내전(adduction)의 일부 원하지 않는 변화를 불측으로 생성하게 된다. 의사가 이미 이식된 캡 C의 이치를 정정하기 위해 탬프 T와 타구봉 M을 사용할때 의사는 완전한 정밀도로 원하는 방향을 달성하기 위한 위치와 방향을 정밀하게 알지 못한다는 것은 상당히 정확하다.The problem with this method is that the surgeon has no a priori idea of how the specific impact on the cap will change the specific alignment of the cap C. [ For example, while the physician knows that when a common portion of cup C is tamped (e.g., forward) it changes the varying degrees of foreground movement, the action may be abduction along the location of the impact (above or below the equator) ) Or some unwanted changes in adduction. It is fairly accurate that a physician does not know precisely the position and orientation to achieve the desired direction with full precision when using the Tamp T and the TAG probe M to correct the misalignment of the already implanted cap C.

BMD를 측위하는 것은 상기 특정 문제에 대한 해법을 제공하기 위해 고안된 이해/발명의 결과이다: 일부의 정확한 측정으로 이미 이식된 캡 C의 잘못 위치됨을 의사가 어떻게 바로잡을 수 있는가? 여기서 상기 목표는 이미 이식된 보철물 캡을 (1) 정의, 정량화, 디지털화, 및 인코딩화고 (2) 캡 C의 위치로 측정가능하고 예측가능한 변화를 제공하는 기구를 제공하는 것이다.Positioning the BMD is the result of an understanding / invention designed to provide a solution to this specific problem: how can a doctor correct the misplaced position of an already implanted cap C with some accurate measurements? Wherein the goal is to provide a mechanism for providing a measurable and predictable change to the position of the cap C by (1) defining, quantifying, digitizing, and encoding an already implanted prosthesis cap.

도 12-도 14는 식별된 X-Y-Z 직교 축을 포함하는 골반) 내에 설치된 관골구 보철물(예를 들면, 캡 C)를 포함하는 THR 수술에 사용되는 기준 프레임을 도시한다. 도 12는 기준 프레임과 직교하는 축을 나타낸다; 도 13은 관련된 정방 평면 F와 가로 평면 T와 함께 직교 축을 도시한다; 도 14는 관련된 전방 평면 F 및 가로 평면 T와 함께 직교 축의 다른 사시도이다.Figures 12-14 illustrate a reference frame used in THR surgery including an ankle prosthesis (e.g., cap C) installed in a pelvis including an identified X-Y-Z orthogonal axis. 12 shows an axis orthogonal to the reference frame; Figure 13 shows an orthogonal axis with an associated square plane F and a transverse plane T; Figure 14 is another perspective view of an orthogonal axis with an associated forward plane F and a transverse plane T;

내비게이션 시스템을 이용하는 수술실에서, 기준 프레임은 수술실 테이블 상의 환자의 위치가 매핑 설정된다. 전방 평면 F 및 가로 평면 T는, 결과적으로 관골구 및 결과적으로 캡 C를 통과하도록 설정된다. 기준 프레임은 임의의 특정 방향(예를 들어, 특정 전경각 및 외전각의 양과 범위)에 관한 것이다. 종래의 수술에서, 범위는 통상 인해 특정 양을 달성하는 데 대한 과제로 지정된다. 일부 실시예에서, 상이한 기준 프레임이 사용되나 일반적으로 상술한 기준 프레임에 대해 다른 기준 프레임을 매핑하는 방법이 된다.In an operating room using a navigation system, the reference frame is mapped to the location of the patient on the operating room table. The anterior plane F and the transverse plane T are consequently set to pass through the ankle and consequently the cap C. [ The reference frame relates to any particular direction (e.g., the amount and range of specific foreground and abductor angles). In conventional surgery, the range is usually assigned as a challenge to achieving a certain amount. In some embodiments, different reference frames are used, but generally there is a method of mapping different reference frames for the reference frame described above.

순수 포인트: Pure point :

이식된 캡의 순수 포인트는 다음에 정의되는 기준 프레임 내의 수학적 계산을 이용하여 결정된다. 주어진 요소(facts): 전방 프레임 F는 X 및 Z 축으로 구성되고 가로 평면 T는 X 및 Y 축으로 구성된다.The net points of the implanted cap are determined using the mathematical computations in the reference frame defined below. The given facts: the front frame F consists of the X and Z axes and the horizontal plane T consists of the X and Y axes.

캡의 변부상의 순수 외전 지점은 캡이 전방 평면 F로 전치될 때 Z 축의 양의 측면상의 정방 평면 F에서 최고점으로 정의된 장소이다The pure abduction point on the side of the cap is defined as the apex of the square plane F on the positive side of the Z axis when the cap is displaced to the front plane F

캡의 변부상의 순수 내전 지점은 전방 평면 F로 전치될 때 Z축의 음의 측면상의 전방 평면 F상의 최저점으로 정의된 장소이다. The pure adiabatic point on the side of the cap is defined as the lowest point on the front plane F on the negative side of the Z axis when displaced to the front plane F. [

캡의 변부상의 순수 전경 지점은 양의 방향의 가로 평면 T의 Y축상의 최고점으로 정의된 장소이다. The pure foreground point on the side of the cap is defined as the highest point on the Y axis of the horizontal plane T in the positive direction.

캡의 변부상의 순수 후굴 지점은 음의 방향의 가로 평면 T의 Y 축상의 최저점으로 정의된 지점이다.The point of pure excavation on the side of the cap is defined as the lowest point on the Y axis of the horizontal plane T in the negative direction.

상기 순수 지점은 측위 BMD 시스템 또는 도구와 함께 사용하기 위해 설치된 캡의 변부 맵를 작성하기 위해 고안되었다. 이러한 네 중요 지점이 내비게이션 소프트웨어와 함께 캡의 변부에 정의되고 인코딩(실제 및/또는 가상 인코딩)되면, 그 사이의 추가 지점은 삼각법 계산으로 정량화될 수 있다. 상기 문맥에서 가상 인코딩은 설치된 캡을 위한 기준 프레임에 순수한 지점의 결벙 및 맵핑을 의미하며 적용되는 유형의 표시를 필요로 하지 않는다. 본 발명의 일부 실시예에서, 직접적으로 각종 시각적 시지와 같은 실시간으로 의사에게 이러한 순수한 포인트를 직접 전송하는 방법이 있을 수있다. 다른 구현예는 상기 시스템 및 방법의 사용과 작업 중에 순수 포인트의 간접 통신을 제공할 수 있다.The pure point is designed to create a side map of a cap installed for use with a positioning BMD system or tool. Once these four critical points are defined and encoded (actual and / or virtual encoding) on the edge of the cap along with the navigation software, additional points between them can be quantified with trigonometric calculations. In this context, the virtual encoding implies a flaw and mapping of pure points to the reference frame for the installed cap and does not require an indication of the type applied. In some embodiments of the present invention, there may be a method of directly transmitting these pure points to the physician in real time, such as various visual displays. Other implementations may provide indirect communication of pure points during use and operation of the system and method.

도 15는 순수 포인트 세트를 포함하는 인코딩 된 보철물(1500)을 도시한다. 상기 세트는 다음을 포함한다: 순수 내전 지점(1520), 순수 외전 지점(1510), 순수 전경 지점(1515), 및 순수 후굴 지점(1520). 인접한 순수 지점 사이의 중간 지점은 삼각 함수 계산으로 결정될 수 있는 두 관련된 지점의 일부 양을 생성한다.Figure 15 shows an encoded prosthesis 1500 that includes a set of pure points. The set includes: a pure adduction point 1520, a pure abduction point 1510, a pure foreground point 1515, and a pure escape point 1520. An intermediate point between adjacent pure points creates a fraction of two related points that can be determined by trigonometric function calculations.

도 16은 해머 M과 탬프 T를 사용하는 인코딩된 보철물(1500)을 위한 수동 측위 시스템(1600)을 도시한다. 캡(1500)의 변부는 이제 (즉, 기준 프레임에서 디지털화 및 정량화된) 정보로 인코딩된다. 의사는 이제 맵의 형태를 가지고 원하는 방향을 생성하기 위해 삽입 및 잘못 위치된 인코딩 캡(1500)을 조작하는 방법을 감지한다. 외과 의사는 순수 지점을 알고 순수 외전 및 순수 전경 사이의 캡(1500)의 변부상의 충격(예를 들어, 순수한 외전(1605) 전방 30도)이 외전 및 전경 운동 모두를 생성하는 것을 이해다. 삼각 함수의 계산에 기초하여, 의사는 이제 전경보다 외전에서 높은 증가를 예상한다. 상기 각 평면을 향한 충격력은 이제 의사가 정확하고 효율적으로, 그리고 예측 가능하게 특정 바람직한 방향을 달성하도록 정량화된다.Figure 16 shows a manual positioning system 1600 for an encoded prosthesis 1500 using a hammer M and a tamper T. [ The sides of the cap 1500 are now encoded with information (i.e., digitized and quantized in the reference frame). The physician now senses how to manipulate the inserted and misplaced encoding caps 1500 to produce the desired direction with the shape of the map. The surgeon understands that he knows the net point and that the impact on the side of the cap 1500 between the pure abduction and the pure forehead (eg 30 degrees frontal pure abduction (1605)) produces both abduction and foreground motion. Based on the calculation of the trigonometric function, the doctor now expects a higher increase in abduction than foreground. The impact force toward each plane is now quantified so that the physician can accurately, efficiently, and predictably achieve certain desirable directions.

도 17은 삽입되고 잘못 위치되어 인코딩된 보철물(1500)의 측위 BMD(1705)를 가지는 측위 시스템(1700)을 도시한다. 측위 BMD(1705)는 의사 S가 이미 이식된 캡에 적용하고, 단순히 원하는 정렬(1710)을 "호출(dials in)"하는 도구로 나타난다. 컴퓨터 내비게이션 시스템(1715)에 통합된 순 자동화 측위 BMD는 휴지하고 삽입 및 잘못위치된 캡의 위치를 원하는 정렬로 정정한다(본질적으로 완전히 외과 오류 및 불확실성을 제거하는 자동화된 교정 프로세스). 측위 BMD(1705)에 의해 나타난 초기 BMD는 캡의 360도 주변에 균일하게 분포된 12개의 작동기를 포함한다(각 작동기는 캡의 변부 주위에 360도로 분리된다).FIG. 17 shows a positioning system 1700 with a positioning BMD 1705 of an inserted and misplaced and encoded prosthesis 1500. The positioning BMD 1705 appears as a tool that applies the pseudo S to the already implanted cap and simply "dials in" the desired alignment 1710. The net automated positioning BMD integrated in the computer navigation system 1715 corrects the position of the dormant and inserted and misplaced cap to the desired alignment (essentially an automated calibration process that eliminates surgical errors and uncertainties). The initial BMD represented by positioning BMD 1705 includes twelve actuators uniformly distributed around 360 degrees of cap (each actuator is separated 360 degrees around the edge of the cap).

인코딩된 캡(1500)와 협력하는 BMD(1705)와 내비게이션 소프트웨어, 의사 S에 대해 상술한 부가사항은 디지털화 및 인코딩된 캡과 함께 진행된다.(캡의 변부상에 순수 지점은 수술실 공간의 기준 프레임에 의해 정의된다). 의사 S는 즉, 캡(1500)의 방향을 제어하기 위해 BMD(1705)를 부착, 접촉 또는 그렇지않으면 사용한다, 다른 보철물을 위해 일부 경우 BMD(1705)가 사용되기 때문에 상기 보철물에 대한 특정 어댑터를 가지는 것과 같은 삽입된 캡(1500)에 측위 BMD(1705)가 사용된다). 캡(1500)에 대해 원하는 정렬을 호출한다(예를들어 40도의 외전 및 20도의 전격각이 초기에 50도의 외전각 및 30도의 전격강에서 삽입되고 잘못 위치된 캡과 함께 사용되는 것이 바람직하다.). 캡에 대한 충격력이 컴퓨터 내비게이션 시스템(1715)에 의해 정량화된 외전각/전경각의 예측가능한 증가/감소를 생성하기 때문에 컴퓨터 내비게이션 시스템(1715)은 원하는 변화를 생성하기 가장 용이한 지점을 계산한다. 내비게이션 시스템(1715)은 이제 계산된 지점을 충격하는 캡상의 지점에 해당하는 BMD(1705)의 작동기를 선택한다. 새 지점이 알려지도록 정정 충격 후, 캡 위치 재 측정이 수행되고 이용가능한 내비게이션 시스템 (1715)이 만들어 져야한다. 캡은 이제 새로운 정렬을 가진다. 상기 과정은 이식 캡의 바람직한 정렬이 달성될 때까지 반복된다. 컴퓨터 내비게이션 시스템(1715)은 의사 S에 의해 호출되는 것과 같이 캡의 위치가 정확하게 동일할 때까지 피드백 루프 메커니즘을 통해 상기 과정을 구성한다.The abovementioned additions to the BMD 1705 and the navigation software, pseudo S, in cooperation with the encoded cap 1500 proceed with the digitized and encoded cap (the pure point on the side of the cap is the reference frame Lt; / RTI > The physician S attaches, contacts or otherwise uses the BMD 1705 to control the orientation of the cap 1500. Since the BMD 1705 is used in some cases for other prostheses, the particular adapter for the prosthesis The positioning BMD 1705 is used for the inserted cap 1500 as having one or more of them. It is desirable to call the desired alignment with respect to the cap 1500 (e.g., an abduction of 40 degrees and a lightning angle of 20 degrees are initially inserted at 50 degrees of abutment angle and 30 degrees of lightning strikes and used with a misplaced cap). ). The computer navigation system 1715 calculates the easiest point to generate the desired change since the impact force on the cap produces a predictable increase / decrease of the abduction angle / foreground angle quantified by the computer navigation system 1715. [ Navigation system 1715 now selects the actuator of BMD 1705 corresponding to the point on the cap impacting the calculated point. After a correction impact such that a new point is known, a cap position remeasurement is performed and an available navigation system 1715 should be created. The cap now has a new alignment. The process is repeated until the desired alignment of the implantation cap is achieved. The computer navigation system 1715 configures this process through a feedback loop mechanism until the position of the cap is exactly the same as that invoked by the pseudo-S.

도 18은 삽입되고 잘못 위치된 보철물을 정정하도록 구성된 측위 BMD(1805)를 사용하는 측위 시스템(1800)의 일 실시예의 개략도를 도시한다. 시스템(1700)은 순수 자동화된 최적 해법으로 고안되었지만, 다른 시스템들도 몇 가지 수동 및/또는 반 자동화 단계를 포함하는 것으로 구현될 수 있다. 시스템(1700)은 외과적 오류를 제거하고 캡 이식 과정을 자동화하며, 더 낫고 더 포괄적인 시스템이 고관절 교체 수술의 수술를 사용할 수 있음에 따라 외과 의사의 불안을 해소하고 환자를 안심시키기 위해 만들어진다. 시스템(1700)을 통해 외과 의사의 경험과는 관계없이, "완벽한 캡 배치"가 달성될 수 있다. THR 수술을 위해 선택된 병원과 환자에 관계없이 환자는 "완벽한 캡 "결과를 가지고 퇴원할 수 있다. 이러한 아이디어는 고관절 탈구, 마모, 충동, 재 입원 및 재수술 및 폐기으 문제를 제거하기 위해 착안되었다.18 shows a schematic view of one embodiment of a positioning system 1800 that uses a positioning BMD 1805 configured to correct inserted and misplaced prostheses. While the system 1700 is designed with a purely automated optimal solution, other systems may also be implemented that include several passive and / or semi-automated steps. The system 1700 is designed to remove surgeons' anxieties and reassure patients as surgical removal of surgical errors, automation of the cap implantation process, and a better and more comprehensive system enable the use of hip replacement surgery. Regardless of the surgeon's experience with the system 1700, "complete cap placement" can be achieved. Regardless of the hospital and patient selected for THR surgery, the patient can be discharged with a "perfect cap" result. This idea was designed to eliminate problems of hip dislocation, wear, impulse, re-admission and re-operation and disposal.

시스템(1800)은 의사 S가 순수 지점에 정렬된 네 직교 작동기를 포함하는 측위 BMD(1805)에 대한 다른 실시예를 이용하여 간단하게 구현된다. 의사 S는 각 중간 작동 결과를 제공하는 컴퓨터 내비게이션 시스템(1705)으로 원하는 결과를 달성하기 위해 캡 배치를 작동기가 변화시키는 작동기는 수동으로 직접 및 개별적으로 가동한다.The system 1800 is simply implemented using another embodiment of a positioning BMD 1805 that includes four orthogonal actuators whose pseudo S is aligned at a pure point. The physician S manually and individually actuates the actuators that change the cap placement to achieve the desired result with the computer navigation system 1705 providing each intermediate action result.

도 19-도 21은 BMD(1805)의 구현으로 보철물을 조정하도록 구성된 측위 건(1900)의 실시예의 상세한 개략도이다. 도 19는 대표적인 측위 건(1900) 나타낸다.; 도 20은 측위 건(1900) 좌측 상세도이다; 도 21은 도 20과 결합될때 도 19에 도시되는 측위 건(1900)의 우측 상세도이다.19-21 are detailed schematic views of an embodiment of a positioning gun 1900 configured to adjust a prosthesis with the implementation of a BMD 1805. FIG. Figure 19 shows a representative positioning gun 1900; 20 is a detailed left side view of the positioning gun 1900; Fig. 21 is a detailed view of the right side of the positioning gun 1900 shown in Fig. 19 when combined with Fig.

측위 건(1900)은 보철물 구성요소 이 경우 관골구에 설치된 관골구 캡의 외전 및 전경 각도를 정밀하게 제어하는데 사용된다. 표 Ⅲ에서 다음의 참조 번호는도 19-도21에 나타난 구성요소를 지칭한다.:The positioning gun 1900 is used to precisely control the abduction and foreground angles of the acetabular cups that are installed at the ribs in the case of the prosthetic components. The following reference numerals in Table III refer to the components shown in Figures 19-21:

표 Ⅲ: 장치(1900) 구성요소TABLE III: DEVICES (1900) COMPONENTS

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Figure pct00003

측위 건(1900)은 필수적으로 중앙 지지수단 주위에 배치된 연장 작동기 세트에 대한 핸들/그립 제어를 포함한다. 중앙 지지수단에 부착된 어댑터는 조정되는 보철물에 장착되고 이를 해제가능하게 연결한다. 상기 어댑터는 중앙 지지수단과 캡 사이의 상대 운동을 할 수 있으며, 장치에 의해 구현된 특징(모든 구현이 모든 특징을 포함하지 않음)을 가능하게 하는 바람직하거나 필요한 많은 자유도를 제공한다. 상기 실시예는 두 개의 수직 축 각각에 대한 회전을 위해 두 개의 자유도를 포함한다.The positioning gun 1900 essentially includes handle / grip control for a set of extended actuators disposed about the central support means. The adapter attached to the central support means is mounted on the regulating prosthesis and releasably connected thereto. The adapter is capable of relative movement between the central support means and the cap and provides a number of degrees of freedom that are desirable or necessary to enable the features implemented by the device (not all implementations include all features). The embodiment includes two degrees of freedom for rotation about each of the two vertical axes.

한 구현예에서, 어댑터는 양 및 음의 전경 및 외전 각도로 이동하도록 캡 에 적절한 동작 자유를 허용한다. 연장된 길이방향 작동기 세트는 인접한 각 작동기에 대해 90도로 중앙 지지수단 주위에 동일하게 분포된 네 개의 작동기를 포함한다. 상기 작동기는 변부의 정확한 위치에서 제어가능 및 가변 길이방향 충격을 부여하도록 관골구 쉘의 림 주변의 일부를 타격하는 작동기 헤드를 포함한다. 바람직하게는, 네 개의 작동기는 각각 네 개의 순수 전경 및 외전 지점 중 하나(즉, 길이 방향 충격의 적용이 전경이나 외전의 오직 하나만을 변경하는 위치)와 정렬된다.In one embodiment, the adapter permits proper freedom of movement of the cap to move in positive and negative fore and aft angles. The extended longitudinal actuator set includes four actuators equally distributed around the central support means at 90 degrees for each adjacent actuator. The actuator includes an actuator head that strikes a portion of the periphery of the rim of the ankle shell to provide controllable and variable longitudinal impact at the correct location of the edge. Preferably, the four actuators are each aligned with one of four pure foreground and abduction points (i.e., where the application of the longitudinal impact changes only one of the foreground or abduction).

논의를 단순화하기 위해, 제어기는 공압 또는 전자적으로 구동되고, 서로 독립적 길이방향 작동기의 크기 및/또는 주파수를 제어하는 능력을 제공한다. 제어기의 단부에서의 다이얼 온(dial on)은 트리거의 작동에 응답하여 작동하는 하나의 특정 작동기를 선택할 수 있다. 상기 트리거는 캡의 변부상의 원하는 지점에 길이방향 충격을 적용시키며, 상기와 같이 구현될 때, 각 작옹기는 네개의 순수 지점중 오직 하나만을 제어하므로 관골구 캡은 단일 작동기와 함께 양의 전경, 음의 전경, 양의 외전, 또는 음의 외전중 하나로 이동한다.To simplify the discussion, the controller is pneumatically or electronically driven and provides the ability to control the size and / or frequency of independent longitudinal actuators. A dial-on at the end of the controller can select one particular actuator to operate in response to the actuation of the trigger. The triggers apply a longitudinal impact to a desired point on the side of the cap, and when implemented as such, each pentagon controls only one of the four pure points, so that the ankle cap cooperates with a single actuator to create a positive foreground, A negative forehead, a positive abduction, or a negative abduction.

제어는 하나 이상의 작동기의 특정한 세트를 선택하는 작동자를 포함하여 이들을 수동으로 가동(트리거)시켜 수행될 수 있다. 상기 가동은 원하는 값으로 각도를 조정하기위해 하나이상의 일련의 충격으로 림을 따라 특정 위치를 타격하게 한다. 하나 이상의 충격은 일정한 또는 가변 크기를 가질 수 있다. 각각의 트리거 동작으로 작동기 세트가 원하는 크기(작동자에 의해 미리 결정되거나 조절된)로 선택된 위치에서 림을 타격하도록 한다. 또는 각 트리거 동작은 동일하거나 다르게(즉, 낮은 값에서 높은 값으로 미리 설정된 한계 사이의 범위로 크기가 증가하는) 일련의 타격이 이루어지도록 한다. 타격의 수는 작동자가 트리거 동작을 유지하는 한 미리 설정되거나 연속될 수 있다. 예를 들어, 작동자는 트리거가 해제될 때까지 트리거와 작동기를 계속 연결한다. 일부 구현은 작동자가 특정힘의 타격을 유발하는 가벼운 당김 및 더 큰 크기의 타격을 유발하는 트리거의 더 큰 당김과 같은 일련의 작동기로부터의 충격의 크기를 제어하도록 하는 트리거를 포함한다.Control may be performed by manually activating (triggering) the actuators to select a particular set of one or more actuators. The motion causes one or more series of impacts to strike a particular position along the rim to adjust the angle to a desired value. The one or more impacts may have a constant or variable size. Each triggering action causes the actuator set to strike the rim at a selected position with the desired magnitude (predetermined or adjusted by the operator). Or each trigger action causes a series of strokes to occur, either the same or different (i.e., increasing in size from a low value to a high value to a range between predetermined limits). The number of strikes may be preset or contiguous as long as the operator maintains the triggering action. For example, the operator keeps connecting the trigger with the actuator until the trigger is released. Some implementations include triggers that allow the operator to control the magnitude of impact from a series of actuators, such as a light pull that causes a blow of a particular force and a larger pull of a trigger that causes a blow of a larger magnitude.

일부 구현예에서, 제어기는 메모리로부터 검색된 명령을 실행하는 처리 유닛을 포함하는 저장된 프로그램 처리 시스템을 포함한다. 이러한 명령은 작동기 세트의 선택 및/또는 컴퓨터 내비게이션 시스템과 같은 컴퓨터를 이용한 의약품 컴퓨팅 시스템 또는 의사에 의해 입력된 외전 및 전경각에 대한 값을 달성하기 위해 자동으로 가동할 수 있다. In some implementations, the controller includes a stored program processing system that includes a processing unit that executes the retrieved instructions from the memory. Such an instruction may be automatically activated to achieve values for abduction and foreground angles input by a computer-based pharmaceutical computing system or physician, such as selection of an actuator set and / or a computer navigation system.

선택적으로 상기 명령은 작동기 세트 및/또는 가동력의 선택을 도우거나 제안하는 수동작동을 보조하는데 사용될 수 있다.(모든 세트의 작동기들이 동일한 크기로 림을 타격 할 것을 요구하지는 않음).Optionally, the command can be used to assist in manual operation to assist or suggest selection of actuator sets and / or actuating forces (not requiring that all sets of actuators strike the rim with the same size).

따라서, 선택된 작동기들의 세트 중 어느 하나의 작동기의 동작에서 얻어진 효과(들)은 하나 이상의 동일 강도의 충격, 트리거가 해제될 때까지 계속되는 주기적 충격 세트 또는 상수의 임의의 다른 조합 또는 가변 진폭 및/또는 주파수 충격일 수 있다.Thus, the effect (s) obtained in the operation of any one of the actuators of the selected set of actuators may include one or more of the same intensity of shock, any other combination or constant amplitude of the periodic shock set or constant that continues until the trigger is released, and / It can be frequency shock.

상술한 바와 같이, 네 개의 순수 조정 지점은 작동자가 준비하는 동안 적절히 작동기를 정렬하도록 미리 매칭 및 인식된다. 일부 시스템에서, 네 개의 지점이 사전에 매핑되지 않은 경우가 될 수도 있다. 이러한 상황에서, 컴퓨터 내비게이션 시스템은 네 지점을 매핑하도록 제 1 길이방향 충격에 응답 할 수 있다. 매핑 후, 작동기는 적절하게 재배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 어댑터는 작동기가 모두 순수 위치와 적절히 정렬되도록 작동기가 중앙 지지수단의 길이 방향 축을 중심으로 회전할 수 있도록 운동의 회전 자유도를 제공할 수 있다. 그 후, 작업자는 적절하게 독립적으로 전경 및 외전을 조절하도록 특정 작동기를 선택할 수 있다.As discussed above, the four pure adjustment points are pre-matched and recognized to properly align the actuators during operator preparation. In some systems, four points may not be pre-mapped. In such a situation, the computer navigation system may respond to the first longitudinal impact to map four points. After mapping, the actuator can be properly relocated. In some embodiments, the adapter may provide rotational freedom of movement so that the actuator can rotate about the longitudinal axis of the central support means so that the actuator is all aligned properly with the pure position. Thereafter, the operator can select a specific actuator to appropriately and independently adjust the foreground and abduction.

일부 구현 예에서, 캡에서 모두 동시에 작동하는 다수의 동시 작동기가 원하는 전경 및 외전의 방향을 조정하는 방법을 결정하기 위해 내비게이션 시스템의 피드백을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 한 작동기가 외전의 한 원치 않는 유닛을 추가하는 동안 적절한 방향으로 전경 2 유닛을 이동시킬 수 있는 경우, 컴퓨터 내비게이션 시스템은 바람직하지 않은 조정을 상쇄하면서 적절한 조정을 적용하기 위해 동시에 다수의 작동기를 사용할 수 있다.In some implementations, it may be desirable to use the feedback of the navigation system to determine how many simultaneous actuators that all operate simultaneously in the cap adjust the desired fore and aft direction. For example, if one actuator is able to move the foreground 2 units in the proper direction while adding one undesired unit of abduction, the computer navigation system can simultaneously move multiple Actuators can be used.

네 개의 작동기를 사용하는 시스템이 위에서 설명되었지만, 다른 실시예는 다른 수의 작동기, 작동기의 N 번호, N = 1-24, 가장 바람직하게는 관골구 캡의 변부의 둘레에 균일하게 분포된 작동기(예를 들어, 24 캡에 대해, 각 작동기는 인접한 작동기로부터 15도로 분리되는)를 포함할 수 있다.Although a system using four actuators has been described above, other embodiments may include actuators that are uniformly distributed around a different number of actuators, the N number of actuators, N = 1-24, and most preferably around the sides of the ankle cap For example, for 24 caps, each actuator is 15 degrees apart from the adjacent actuator).

더 자동화된 시스템의 경우, 중앙 지지수단에 대한 작동기의 고른 분포는 필요하지 않으며, 비대칭 준비가 관골구에 설치된 캡의 조정 프로파일에 더 부합하는 것이 될 수 있다. 조정 프로파일은 외전 전경 각도가 양 및 음의 방향으로 조정될 수 있는 상대적으로 용이한 특성이다. 일부 상황에서, 이들 값이 동일하지 않을 수 있으며, 상기 측위 건은 이러한 차이를 조정하기 위해 확장될 수 있다. 예를 들어, 순수 양의 전경에 적용된 힘의 유닛은 거리의 제 1 유닛에 의해 정방향 전경을 조정하는 한편, 동일한 상태하에서 순수 음의 전경에 적용되는 힘의 유닛은 제 1 유닛과는 다른 거리의 제 2 유닛에 의해 음의 방향에서 전경을 조정할 수 있다. 이러한 차이는 실제 각(들)의 크기의 함수로서 변할 수 있다. 예를 들면, 전경이 증가함에 따라 힘의 동일 유닛이 조정되는 실제 거리의 다른 응답변화를 초래한다. 사용되는 조정 프로파일은 적용되는 충격력과 작동자를 선택할때 작동자를 도우는데 사용된다.In the case of a more automated system, an even distribution of the actuators to the central support means is not required and the asymmetrical preparation may be more in accord with the adjustment profile of the cap on the ribs. The adjustment profile is a relatively easy characteristic that the abduction foreground angle can be adjusted in the positive and negative directions. In some situations, these values may not be the same and the positioning may be extended to accommodate such differences. For example, a unit of force applied to a pure positive foreground may adjust a positive foreground by a first unit of distance, while a unit of force applied to a foreground of pure sound under the same condition may be at a different distance from the first unit And the foreground can be adjusted in the negative direction by the second unit. This difference can vary as a function of the size of the actual angle (s). For example, as the foreground increases, other responses change in the actual distance at which the same unit of force is adjusted. The adjustment profile used is used to assist the operator in selecting the impact force and the operator to be applied.

일부 구현에서, 시스템(1800)의 제약은 의사 S가 측위 BMD(1805)의 작동사이의 캡(1500)의 현재 방향 정보를 기다리고 환자, 의사 및 의료진의 많은 장점에도 불구하고 그 사용을 고려하여 일부 의사를 실망하게 할 수 있다는 점이다.In some implementations, the constraint of the system 1800 is that the physician S waits for the current direction information of the cap 1500 between the operation of the positioning BMD 1805 and considers its use despite the many advantages of the patient, It can make a doctor disappointed.

작동 사이에 재측정을 요구하는 문제점에 대한 해결책은 측위 BMD의 실시예의 도입을 촉진하는 것이다. 한 해결책은 보철물로부터 측위 BMD로 인코딩 정보를 전송하는 것을 포함하는 것이다. 이러한 패러다임은 모든 수정 충격 후 캡의 위치를 재 측정하는 임의의 필요성을 제거하고 항상 건에 고정 유지되는 캡의 원하는 위치에 대한 정보를 허용한다. 이것은 수술실과 보철물을 포함하는 기준 프레임에 측위 BMD의 인코딩 정보를 추가적으로 매핑하는 것을 포함한다.A solution to the problem of requiring remeasurement between operations is to facilitate the introduction of embodiments of positioning BMDs. One solution is to transmit the encoding information from the prosthesis to the positioning BMD. This paradigm eliminates the need to re-measure the position of the cap after all correction impacts and allows information about the desired position of the cap that is always held in place on the gun. This further includes mapping the encoding information of the positioning BMD to a reference frame that includes the operating room and the prosthesis.

도 22-도 24는 설치된 보철물(예를 들어, 관골구 캡 C)을 측위하기 위한 충격 링(2200)의 사용을 도시한다; 도 22는 측위 시스템에 설치된 충격 링(2200)과 관련하여 사전에 배치 설치된 보철물 C의 초기 상태를 도시한다; 도 23은 측위 시스템에 설치된 충격 링(2200)과 관련하여 사전에 배치 설치된 보철물 C의 중간 상태를 도시한다; 도 24는 측위 시스템에 설치된 충격 링(2200)에 대하여 배치 설치된 보철물 C를 갖는 최종 상태를 도시한다. 충격 링(2200)은 기준 프레임에 원하는 방향을 고정하고 충격 링(2200)과 관련된 측위 BMD를 사용함으로써 보철물 C를 작동하며, 측위 BMD는 캡 C가도 24에 도시된 충격링(2200)에 의해 설정된 원하는 방향을 따르는 경우 원하는 방향을 달성한다.22-24 illustrate the use of an impact ring 2200 for positioning an installed prosthesis (e.g., ankle cap C); Fig. 22 shows the initial state of the prosthesis C pre-installed with respect to the impact ring 2200 installed in the positioning system; Fig. 23 shows the intermediate state of the prosthesis C pre-installed in relation to the impact ring 2200 installed in the positioning system; Fig. 24 shows the final state with the prosthesis C arranged against the impact ring 2200 installed in the positioning system. The impulse ring 2200 operates the prosthesis C by fixing the desired direction in the reference frame and using the positioning BMD associated with the impulse ring 2200 and the positioning BMD is set by the impulse ring 2200 shown in the C- If you follow the desired direction, you achieve the desired direction.

도 25는 충격 링(2510)을 포함하는 측위 BMD(2505)를 채용하는 측위 시스템 (2500)의 실시예를 도시한다. 시스템(2500)은 상기 경우 적절히 골반 P의 적절히 지향하는 캡 C에 충격 링(2510)을 설정하기 위해 BMD(2500)에 정보를 제공하도록 컴퓨터 내비게이션 시스템(1715)을 채용한다. BMD(2505)은 기본적으로 내비게이션 시스템(1715)을 이용하여 캡 C의 변부상에 이전에 인코딩된 위치 정보를 충격 링(2513)에 전송한다. 충격 링(2510)은 내비게이션 시스템1715)의 사용에 의해 수술실의 기준 프레임내에 원하는 방향을 설정하기 위해 조정될 수 있는(예를 들면, 서보 모터 등에 의해) 핸들(2515)에 관한 방향을 가진다.25 shows an embodiment of a positioning system 2500 employing a positioning BMD 2505 including an impulse ring 2510. [ The system 2500 employs a computer navigation system 1715 to provide information to the BMD 2500 to set the impact ring 2510 on the appropriately oriented cap C of the pelvis P in this case. The BMD 2505 basically transmits the position information previously encoded on the side of the cap C to the impact ring 2513 using the navigation system 1715. [ Impact ring 2510 has a direction with respect to handle 2515 that can be adjusted (e.g., by a servo motor, etc.) to set the desired orientation within the reference frame of the operating room by use of a navigation system 1715. [

충격 링(2510)의 위치/평면은 (이식된 캡과 골반 뼈의 평면이 측위 BMD의 비충격 링 버전에 대해 기준 프레임에서 교정되고 알려지는 방법과 마찬가지로) 기준 프레임에서 측정된다. 기준 프레임 축에서 BMD(2505)의 위치도 교정되고 알려져 있다. BMD(2505)는 어댑터를 사용하는 부착과 같이 관골구 내에 이미 이식되고 잘못 정렬된 캡에 근접한다. 충격 링(2510)에 대해 원하는 평면이 선택되고 내비게이션 시스템(1715)에 제공되어 의사가 시술 후 이식된 캡에 대해 원하는 전경각 및 외전각의 궁극적인 각도에 상응한다. 원하는 평면을 "호출"하는 다음과 같은 방법이 제안된다.(BMD(2505)의 축과 충격링(2510)은 이중 직교 위치로 지칭되는 중립 위치에 유지된다). 의사의 편의를 위해 BMD(2505)는 지정된 콘(cone)(예를 들어, 30도의 콘-다른 크기도 가능)내에서 선회할 수 있는 한편, 충격 링(2510)은 핸들(2515)과 충격 링(2510) 사이의 각도가 선회를 반영하도록 변화함에 따라 원하는 방향을 유지한다다. BMD(2505) 수술실의 기준 프레임의 충격 링(2510)에 대해 원하는 평면이 그후 내비게이션 시스템(1715)에 의해 설정될때까지 주위를 선회한다. 상기 기준 공간의 평면은 그후 내비게이션 시스템(1715)에 등록되고, 캡 C에 대한 외전 및 전경의 원하는 각도로 내비게이션 시스템에서 설정된다. 상기 지점에서, 의사는 시술동안 자신이 편한한 위치에서 상기 건을 움직여 선회시킬 수 있다. BMD(2505)는 그후 "원하는 평면"과 동일 평면에 충격 링(2510)을 유지하도록 조정한다. 상기 지점에서, 의사가 BMD(2505)의 공간내 30도 콘(cone)에서 BMD(2505)를 어떻게 움직이든 "원하는 평면"과 동일 평면에 충격 링(2510)을 유지하도록(예를들어 40도 외전 및 20도 전경각) 자동 필수 조정을 수행한다. 충격 링(2510)이 원하는 평면에 설정되면, 하나의 방향으로 5도의 핸들(2515) 경사는 원하는 평면에서 충격 링(2510)을 유지하는 대향 방향으로 충격 링(2510)의 상응하는 5도 경사에 의해 상쇄된다.The position / plane of impulse ring 2510 is measured in the reference frame (as in the manner in which the plane of the implanted cap and pelvic bone is calibrated and known in the reference frame for the non-impact ring version of positioning BMD). The position of the BMD 2505 in the reference frame axis is also calibrated and known. The BMD 2505 is already implanted in the ankle, such as an attachment using an adapter, and is close to the misaligned cap. The desired plane for the impact ring 2510 is selected and provided to the navigation system 1715 to correspond to the ultimate angle of the desired fore and aft abutment angles for the post-procedure implanted cap. The following method of "calling" the desired plane is proposed (the axis of the BMD 2505 and the impact ring 2510 are held in a neutral position, referred to as the double orthogonal position). For the sake of convenience, the BMD 2505 may be pivoted within a designated cone (e.g., a 30 degree cone - other sizes are possible), while the impulse ring 2510 is pivotable between a handle 2515 and an impact ring (2510) changes to reflect the turn, thereby maintaining the desired direction. The BMD 2505 pivots around until the desired plane for the impact ring 2510 of the reference frame of the operating room is thereafter set by the navigation system 1715. The plane of the reference space is then registered with the navigation system 1715 and set in the navigation system at the desired angle of abduction and foreground for the cap C. [ At this point, the doctor can move the gun in a position that he is comfortable during the procedure. The BMD 2505 then adjusts to hold the impact ring 2510 in the same plane as the "desired plane ". At this point, the physician can move the BMD 2505 in a 30-degree cone in the space of the BMD 2505 to maintain the impact ring 2510 in the same plane as the "desired plane " Abduction and 20 degree foreground angle). If the impulse ring 2510 is set in the desired plane, the handle 2515 ramp at 5 degrees in one direction is at a corresponding 5 degree inclination of the impulse ring 2510 in the opposite direction to hold the impulse ring 2510 in the desired plane Lt; / RTI >

피드백 루프 시스템은 다음의 방식으로 작동한다. 내비게이션(1715)은 연속적으로 그리고 실시간으로 BMD(2505)의 위치 및 방향을 측정한다. BMD(2505)의 축선의 위치변화(예를들어 상기 30도 콘 내에서)는 컴퓨터 내비게이션 시스템(1715)에 의해 측정되고 내비게이션 시스템으로부터 정보를 사용하여 원하는 평면에 충격 링(2510)을 유지하도록 제어 메커니즘(예를들어 충격 링(2510)에 연결된 서보 모터)를 사용할때 BMD(2505)로 구현된 저장된 컴퓨팅 시스템의 일부로서 BMD(2505)와 함께 포함된 마이크로프로세서에 중계된다. 상기 마이크로 프로세서는 BMD(2505)의 실제 위치와 BMD(2505)의 원하는 위치 사이의 에러를 계산하는데 상기 정보를 사용한다. 상기 마이크로 프로세서는 두 차원의 특정 에러를 두개의 일차원적 각도 정정으로 변환하고 새로운 명령을 원하는 평면으로 움직이는 충격링(2510)의 위치로 정정을 수행하는 제어 메커니즘으로 보낸다. 상기 제어 메커니즘은 또한 작동하는 동안 다른 BMD(2505)의 움직임 또는 선회하는 동안 원하는 평면을 유지하도록 기능하는 피드백 루프 메커니즘을 유지할 수 있는 내부 회로를 가진다. 이러한 방식에서, BMD(2505)는 기준 프레임 내에 원하는 평면과 동일 평면이 되도록 충격 링(2510)을 유지한다. BMD(2505)는 그후 오정렬된 캡이 원하는 위치(즉, 상기 예시에서 40 외전 및 20 전경)로 정정되어 그 지점에서 충격링(2510)과 이식된 캡이 ㄷ도 24에 도시된 것과 동일 평면이 될때 까지 반복적으로 충격링(2510)으로 캡 C를 타격한다.The feedback loop system operates in the following manner. The navigation 1715 measures the position and orientation of the BMD 2505 continuously and in real time. (E.g., within the 30 degree cone) of the axis of the BMD 2505 is measured by a computer navigation system 1715 and controlled using information from the navigation system to maintain the impact ring 2510 in the desired plane Is relayed to a microprocessor included with BMD 2505 as part of a stored computing system implemented with BMD 2505 when using a mechanism (e.g., a servo motor coupled to impulse ring 2510). The microprocessor uses the information to compute an error between the actual position of the BMD 2505 and the desired position of the BMD 2505. The microprocessor converts the two-dimensional specific error into two one-dimensional angular corrections and sends the new command to a control mechanism that performs the correction to the position of the impact ring 2510 moving to the desired plane. The control mechanism also has internal circuitry capable of maintaining a feedback loop mechanism that is operative to maintain the desired plane during movement or rotation of the other BMD 2505 during operation. In this manner, the BMD 2505 holds the impact ring 2510 so as to be flush with the desired plane in the reference frame. BMD 2505 then corrects the misaligned cap to the desired location (i.e., 40 abduction and 20 foreground in the example) so that at that point the impact ring 2510 and the implanted cap are flush with the one shown in Figure 24 The impact ring 2510 repeatedly hits the cap C.

즉, BMD(2505)은 다음과 같이 기능한다: BMD(2505)는 마이크로 프로세서(회로 기판)과 기판 상에 하나 이상의 서보를 포함한다. 이러한 서보는 항상 기준 프레임에서 충격 링(2510)의 위치를 제어한다. BMD(2505)는 어댑터를 통해 이식된 캡 C에 부착된다. 서보가 상기 선회 동작을 보상하도록 충격 링(2510)의 방향을 보상하고 조정함에 따라 원하는 방향으로 충격링(2510)을 유지하는 동안 BMD(2505)는 30도 콘 주위에서 선회할 수 있다. 의사가 링을 재방향 설정된 캡 C에 충격하기 위해 장치를 사용함에 따라 측위가 편안해질 때까지 의사가 BMD(2505)를 움직인다. 충격링에 대해 원하는 평면이 나타나고 내비게이션 시스템(1715)에 의해 기준 프레임(즉, 상기 예시에 대해 40 외전 및 20 전경)에 등록될 때까지 BMD(2505)는 주위에서 움직인다.That is, BMD 2505 functions as follows: BMD 2505 includes a microprocessor (circuit board) and one or more servos on a substrate. This servo always controls the position of impact ring 2510 in the reference frame. The BMD 2505 is attached to the cap C implanted through the adapter. The BMD 2505 may be pivoted about a 30 degree cone while maintaining the impulse ring 2510 in the desired direction as the servo compensates and adjusts the direction of the impulse ring 2510 to compensate for the pivoting motion. As the physician uses the device to shock the ring C to the reoriented cap C, the doctor moves the BMD 2505 until the positioning is comfortable. The BMD 2505 moves around until the desired plane for the impact ring appears and is registered by the navigation system 1715 in the reference frame (i.e., 40 abduction and 20 foreground for the example).

의사는 BMD(2505)를 움직이지만 BMD(2505)가 주위를 선회하는 방법에 관계없이 원하는 충격 링(2510)은 언제나 원하는 평면과 동일하도록 자동으로 교정된다. 의사는 그후 빠르게 충격링(2510)에 결합되어 빠르게 반복되는 기계 해머를 가동시켜 캡 C과 충격 링(2510)이 동일 평면이 될 때까지 충격링이 오정렬된 캡 C을 타격하도록 하고 이때 이식된 캡의 정렬은 원하는 평면/정렬로 교정된다.The doctor moves the BMD 2505, but the desired impact ring 2510 is automatically calibrated at all times to be the same as the desired plane, regardless of how the BMD 2505 is turning around. The physician then quickly engages the impact ring 2510 to actuate the rapidly repeating mechanical hammer so that the impingement ring strikes the misaligned cap C until the impact ring 2510 is coplanar with the cap C, Is corrected to the desired plane / alignment.

현재 내비게이션 시스템이 적절히 구성된 일부 이식은 수술실 공간에서 관골구 평면(예를들어 외전 50도, 전경 10도)이 있는 곳을 알게 되어 쉽게 수술실 기준 프레임에서 원하는 평면(예를들어 40도 외전 및 20도 전경)이 계산된다.Some grafts that are now properly configured with a navigation system are known to have a gingival plane (e.g., 50 degrees of abduction, 10 degrees of forehead) in the operating room space and are easily located in the desired plane in the operating room reference frame (e.g., 40 degrees abduction and 20 degrees foreground ) Is calculated.

제안된 방법은 수술실 공간에서 관골구의 측정면에 이중 직교하는 구성을 통한 것이다. 이중 직교에서의 변화는 관골구 평면에서의 변화를 가져온다. 측위 BMD는 상기 평면이 내비게이션 시스템에 의해 등록되고 교정된 충격링을 가지지 않는다는 것을 알게한다.The proposed method is based on a double orthogonal configuration on the measurement surface of the ribs in the operating room space. Changes in double orthogonality lead to changes in the plane of the ganglion. The positioning BMD knows that the plane is registered by the navigation system and does not have a calibrated impact ring.

도 26은 충격링(2610)을 채용하는 측위 BMD(2605)의 다른 버전에 대해 도 25에 도시된 것과 같은 충격링(2510)를 채용하는 측위 BMD(2505)의 한버전의 전개를 도시한다. BMD(2505)의 테스트 및 평가하는 동안, 충격 링 측위 시스템(예를들어 서보 모터)이, 삽입된 캡에 대한 충격링(2510)의 타격이 서보에 전송됨에 따라 강도 및 강성이 요구된다는 것이 발견된다.26 shows the development of one version of positioning BMD 2505 employing impact ring 2510 as shown in Fig. 25 for another version of positioning BMD 2605 employing impulse ring 2610. Fig. During testing and evaluation of BMD 2505, it has been discovered that impact ring positioning systems (e.g., servo motors) require strength and stiffness as the impact ring 2510 impact on the inserted cap is transmitted to the servo do.

BMD(2605)는 서보 제어와 관련된 문제점에 반발하여 충격링(2610)에 대해 원하는 평면의 동일한 실시간 유지를 허용하도록 더 강직된 충격 링 측위 시스템을 포함한다. 예를 들어, 충분한 강직성을 제공하는 웜 기어 또는 다른 마이크로 프로세서 가능가능 모터 솔루션은 충격링의 부분이 잘못위치된 캡을 타격하도록 한다.The BMD 2605 includes an impact ring positioning system that is more rigid to allow the same real time retention of the desired plane with respect to the impact ring 2610 in response to problems associated with servo control. For example, a worm gear or other microprocessor feasible motor solution that provides sufficient stiffness allows a portion of the impact ring to strike a misplaced cap.

충격 링과 캡이 더 오정렬될 수록 충격링과 캡사이의 각도 차이가 더 커서 설치된 캡을 타격할때 충격링에 더 큰 비틀림/회전 응답이 유발될 수 있다.The more the impact ring and cap are misaligned, the greater the angular difference between the impact ring and the cap, resulting in a greater torsional / rotational response to the impact ring when striking the installed cap.

BMD(2505)가 원하는 평면에 대해 우수한 정보를 제공하고, 사용하는 동안 선회 운동에 응답하는 동안, 재배치를 위해 컵을 타격할 때 충격 링에 대해 원하는 평면을 보유하는 원하는 수준의 강성을 가지지 않는다. 이는 충격이 충격링 측위 시스템에 회전 응력을 유발하는 변부에 분기되는 동안 충격링이 중심에서 구동될 수 있고 잘못위치된 캡을 가진 원하는 평면의 오정렬로 인해 클린 포커스 에너지 전송 메커니즘을 충격링이 제공하지 못하는 것이 관찰되도록 한다. BMD(2605)의 직류 웜 기어 모터와 같은 BMD(2505)의 서보에 대한 대안이 강성을 향상시킬 수 있지만, 단점은 상대적으로 비효율적인 에너지 전송이 유지된다는 것이다. The BMD 2505 provides excellent information about the desired plane and does not have the desired level of rigidity to hold the desired plane with respect to the impact ring when striking the cup for rearrangement while responding to pivoting motion during use. This allows the impact ring to be driven in the center while the impact is diverging at the edge causing rotational stress in the impact ring positioning system and the impact ring does not provide a clean focus energy transfer mechanism due to the misalignment of the desired plane with mis- Make sure you can not see. An alternative to the servo of the BMD 2505, such as the DC worm gear motor of the BMD 2605, can improve the stiffness, but a disadvantage is that relatively inefficient energy transfer is maintained.

도 27-도 34는 충격 링 모델을 채용하는 측위 시스템에 대한 선택적인 실시예를 도시한다. 도 27-도 28은 측위 시스템(2700)의 제 1 선택적 실시예를 도시한다; 도 27은 제 1 선택적 실시예의 측면도를 도시한다; 도 28은 제 1 선택적 실시예의 평면도를 도시한다. 측위 시스템(2700)은 N 수의 작동기(2710)(N은 3 이상의 정수)를 가지는 측위 BMD(2705)를 포함하고 작동기의 단부(세 개 이상의 작동기의 단부는 원하는 평면을 정의한다)를 사용하여 가상 충격 링을 정의하는 데 사용된다. 보철물 C는 피봇 조인트(2715)를 사용하여 BMD(2705)에 회전가능하게 연결된다. 이러한 방식으로 트리거(2720)의 동작은 주변 변부에서 동시에 모든 작동기가 보철 C를 타격하도록 한다. 작동기는 원하는 평면의 보철물 C를 타격하여 보다 효율적으로 캡의 변부에 재배치 에너지를 전송한다. 컴퓨터 내비게이션 시스템은 가상 충격 링을 설정하는데 사용된다.Figures 27-34 illustrate alternative embodiments for a positioning system employing an impact ring model. 27-28 illustrate a first alternative embodiment of a positioning system 2700; Figure 27 shows a side view of a first alternative embodiment; 28 shows a top view of a first alternative embodiment. Positioning system 2700 includes a positioning BMD 2705 having N actuators 2710 (where N is an integer greater than or equal to 3) and using the end of the actuator (the end of three or more actuators defines the desired plane) It is used to define a virtual impact ring. The prosthesis C is rotatably connected to the BMD 2705 using a pivot joint 2715. In this manner, the action of the trigger 2720 causes all of the actuators to strike the prosthesis C simultaneously at the peripheral edge. The actuator strikes the desired planar prosthesis C to more efficiently transfer the relocation energy to the edge of the cap. The computer navigation system is used to set up the virtual impact ring.

도 29-도 30은 측위 시스템(2900)의 제 2 선택적 실시예를 도시한다; 도 29는 제 2 선택적 실시예의 측면도; 도 30은 제 2 선택적 다른 실시예의 평면도이다. 측위 시스템(2900)은 작동기의단부를 사용하여 가상 충격깅을 정의하는데 사용되는 단일 재배치 가능한 작동기(2910)을 갖는 측위 BMD(2905)를 포함한다. 보철물 C는 피벗 조인트(2915)를 사용하여 BMD(2905)에 회전가능하게 연결된다. 상기 방식으로, 트리거(2920)의 동작은 캡 C의 둘레 주위에 원하는 위치에 작동기(2910)를 위치시키도록 중앙 지지수단(2925) 주위에서 작동기(2910)를 회전하고 그후 작동기(2910)가 주변 변부에서 보철물 C를 타격하도록 한다. 작동기(2910)는 원하는 위치에서 원하는 평면을 달성하도록 보철물 C를 타격하고 더 효율적으로 캡의 변부 재배치 에너지를 전송한다. 컴퓨터 내비게이션 시스템은 가상 충격 링을 설정하는데 사용된다. 작동기(2910)가 지지수단(2925)에 대해 회전함에 따라 그 단부의 세로 범위는 상기 지지수단에 대한 전체 회전과정에서 위에 원하는 평면을 가지는 가상 충격링을 단부가 추적하도록 짧아지거나 길어진다.FIGS. 29-30 illustrate a second alternative embodiment of a positioning system 2900; 29 is a side view of a second alternative embodiment; 30 is a plan view of a second alternative alternative embodiment. Positioning system 2900 includes a positioning BMD 2905 having a single relocatable actuator 2910 that is used to define virtual shocking using the end of the actuator. The prosthesis C is rotatably connected to the BMD 2905 using a pivot joint 2915. The operation of the trigger 2920 rotates the actuator 2910 around the central support means 2925 so as to position the actuator 2910 at the desired position around the circumference of the cap C, Allow the prosthesis C to strike at the edge. Actuator 2910 strikes prosthesis C to achieve the desired plane at the desired location and more effectively transfers the cap's repositioning energy. The computer navigation system is used to set up the virtual impact ring. As the actuator 2910 rotates relative to the support means 2925, the longitudinal extent of its end is shortened or elongated so as to track the end of the virtual impact ring having the desired plane above it in its full rotation with respect to said support means.

도 31-도 32는 측위 시스템(3100)을 위한 제 3 선택적인 실시예를 도시한다. 도 31은 제 3 선택적 실시예의 측면도를 도시한다; 도 32는 제 3 선택적 실시예의 평면도를 도시한다. 시스템(3100)은 개념적으로 BMD(1805)와 BMD(2605)를 결합하는 측위 BMD(3105)를 포함한다. BMD(1805)의 작동기는 에너지 전송(이들은 최소 누출을 가지는 탬프/해머와 유사한 에너지를 전송한다)에 매우 효율적이다. 이것은 상기 설계에 선택되는 바람직한 특징이다. BMD(2605)의 충격은 링 수술실 기준 프레임 공간내 캡의 이상적인 위치가 항상 측위 BMD에 의해 알려지고 유지된다는 점에서 매력적이다.Figs. 31-32 illustrate a third alternative embodiment for a positioning system 3100. Fig. 31 shows a side view of a third alternative embodiment; 32 shows a top view of a third alternative embodiment. System 3100 includes a positioning BMD 3105 that conceptually combines BMD 1805 and BMD 2605. The actuators of the BMD 1805 are very efficient in energy transfer (they transmit energy similar to a tamper / hammer with minimal leakage). This is a desirable feature to be selected for the design. The impact of the BMD 2605 is attractive in that the ideal position of the cap within the ring operating room reference frame space is always known and maintained by the positioning BMD.

BMD(3105)를 사용하여 원하는 방향 정보는 이제 장치 자체에 다시 전송된다. 가상 충격 링의 위치는 네개의(또는 그 이상 예를들어 4-24) 작동기(3110)를 가지는 특정 가상 충격 링 제어기에 의해 제어된다. 제어유닛은 마이크로 프로세서(3115), 회전 인코더를 가진 모터 드라이버 (3120), DC 모터(3125) 및 웜 기어(3130)를 포함한다. 상기 제어 유닛은 수술실 기준 프레임 공간에서 항상 가상 충격 링의 위치를 유지한다. 가상 충격 링은 작동기(BMD 3105에서 4개)의 선단에 의해 생성하는 평면에 의해 정의된다.The desired direction information using the BMD 3105 is now transmitted back to the device itself. The position of the virtual impact ring is controlled by a specific virtual impact ring controller having four (or more, for example 4-24) actuators 3110. [ The control unit includes a microprocessor 3115, a motor driver 3120 having a rotary encoder, a DC motor 3125 and a worm gear 3130. The control unit always maintains the position of the virtual impact ring in the operating room reference frame space. The virtual impact ring is defined by the plane created by the tip of the actuator (four in BMD 3105).

네 개의 작동기의 선단은 컴퓨터 내비게이션 시스템이 수술실 기준 프레임 공간에서 "가상 충격 링"의 위치를 알 수 있도록 조정된다. BMD(3105)는 어댑터와 함께 이식 캡 C에 부착된다. 바람직한 배치는 컴퓨터 내비게이션 시스템으로 의사에 의해 입력된다. 컴퓨터 내비게이션 시스템은 BMD(3105)에 정보/명령을 제공한다. BMD(3105)의 제어뉴닛은 수술실 기준 프레임 공간에서 가상 충격 링의 위치를 유지하고 그 후, 가상 충격링(네개의 작동기의 선단)과 이식된 캡 C가 동일평면이될때 까지 이식된 캡 C의 주위 변부(3140)에 타격하는 트리거(3135)의 작동에 응답하여 일치하도록 네개의 작동기(3110)을 가동하여 원하는 교정을 달성한다.The tip of the four actuators is adjusted so that the computer navigation system knows the location of the "virtual impact ring" in the operating room reference frame space. The BMD 3105 is attached to the implantation cap C with the adapter. The preferred arrangement is entered by the physician into the computer navigation system. The computer navigation system provides information / commands to the BMD 3105. The control knee of the BMD 3105 maintains the position of the virtual impact ring in the operating room reference frame space and thereafter the position of the virtual impact ring (the tip of the four actuators) and the implanted cap C are coplanar Actuates the four actuators 3110 to match in response to actuation of the trigger 3135 striking the peripheral edge 3140 to achieve the desired calibration.

도 33은 시스템(3300)의 BMD(2505)와 BMD(2905)이 양태를 결합하는 측위 시스템(3300)을 위한 제 4 선택적인 실시예의 측면도이다. 시스템(3300)은 원하는 평면을 달성하기 위해 변부상의 특정 지점에서 잘못위치된 이식 캡 C을 타격하는 단일 재배치가능한 작동기(3310)를 갖는 측위 BMD(3305)를 포함한다. 상기 특정 지점은 서보(3320)에 의해 제어되는 충격 링(3315)으로 식별된다. 이 경우, 서보(3320)는 상기 모드에서의 기능이 원하는 평면을 유지하고 정의하기 때문에 충격 구조의 부분이 아니다. 33 is a side view of a fourth alternative embodiment for a positioning system 3300 in which the BMD 2505 of the system 3300 and the BMD 2905 combine aspects. The system 3300 includes a positioning BMD 3305 having a single relocatable actuator 3310 that strikes an implanted cap C that is misplaced at a particular point on the side to achieve the desired plane. The particular point is identified by the impulse ring 3315 controlled by the servo 3320. In this case, the servo 3320 is not part of the impact structure because the function in the mode maintains and defines the desired plane.

충격 링(3315)은 기준 공간의 수술실 프레임의 원하는 평면을 정의하는 역할을 하는 슬롯이 있는 링이다. 단일 작동기(3310)는 슬롯이 있는 링과 이식된 캡 C가 동일 평면이 될 때까지 상기 지점의 캡의 변부에 반복적으로 충격하고 지시된 지점(이식 캡 C과 슬롯 링의 접점인)로 회전한다. 서보(3320) 및 슬롯이 있는 충격 링(3315)은 BMD (3305)에 위치 정보를 제공하고 작동기(3310)는 캡 정렬에서 원하는 변화를 제공하기 위해 캡 C의 변부에 초점을 맞춘 고효율 충격을 제공한다.Impact ring 3315 is a slotted ring that serves to define the desired plane of the operating room frame of the reference space. The single actuator 3310 is repeatedly impacted at the edge of the cap of the point and rotated to the indicated point (which is the contact point between the implantation cap C and the slot ring) until the ring with the slot and the implanted cap C become coplanar . Servo 3320 and slotted impulse ring 3315 provide position information to BMD 3305 and actuator 3310 provides a high efficiency impact focused on the edge of cap C to provide the desired change in cap alignment. do.

도 34는 12개의 작동기(3405)(360 캡 둘레에 30도로 균일하게 이격된 아치형 분리로)를 채용하는 BMD(1805)와 유사한 측위 BMD를 포함하는 측위 시스템 (3400)에 대한 제 5 실시예의 측면도이다. BMD(1805)에 대한 정보는 바람직하게는 컴퓨터 내비게이션 시스템을 이용하여 캡의 변부에서 인코딩된다. 몇몇 구현예와 함께 BMD(1805)의 잠재적 결점은 충격 후 신속하게 캡 방향을 측정하고, 컴퓨터 내비게이션 시스템에 피드백을 제공하기 위한 메커니즘이 아니라는 점이다. 일부 사용자를 위해, 컴퓨터 내비게이션 시스템에 대한 정보의 측정과 피드백은 내비게이션 시스템 및 측위 BMD가 피드백 루프 메커니즘을 통해 캡에 여러번의 빠른 교정 타격을 수행하도록 빠르게 발생해야 한다.Figure 34 is a side view of a fifth embodiment of a positioning system 3400 including a positioning BMD similar to BMD 1805 employing twelve actuators 3405 (arcuate separation rods evenly spaced 30 degrees around 360 caps) to be. The information about the BMD 1805 is preferably encoded at the edge of the cap using a computer navigation system. A potential drawback to the BMD 1805 along with some implementations is that it is not a mechanism to quickly measure cap orientation after impact and provide feedback to a computer navigation system. For some users, the measurement and feedback of information about the computer navigation system should occur quickly so that the navigation system and the positioning BMD perform multiple quick calibration strokes on the cap via the feedback loop mechanism.

시스템(3400)은 평면 교정기(3410)로서 세개(또는 그이상)의 작동기를 사용함으로써 이러한 문제점을 감소시킨다. 이러한 작동기는 충격 작동기 및 평면 교정기로서 둘다 제공된다. 일부 실시예에서 해당 작동기의 선단에 '가상의 충격 링'을 정의하기 위해 교정되는 것과 상당히 동일한 방식으로, 상기 세개의 특정 작동기(3410)의 선단은 인코딩되어 평면을 정의하는 데 사용된다. 각 교정 타격이 시스템(3400)에 의해 이루어진후, 세 개의 작동기(3410)는 하강(아래로 슬라이드)하여 다른 위치(단지 조정된 위치)에서 캡의 변부를 터치한다. 새로운 평면 NP가 정의된다. 상기 평면의 위치는 컴퓨터 내비게이션 시스템으로 다시 이송된다. 컴퓨터 내비게이션 시스템은 이제 새로운 캡 위치와 원하는 캡위치(의사가 호출한)사이의 차이를 계산한다. 컴퓨터는 그후 주어진 한 새로운 위치 정보를 기반으로 새로운 명령을 제공한다. 캡상의 지점은 정렬시 원하는 변화를 제공하기 위해 계산되고 해당하는 작동기(3405)는 캡 위치의 다른 증분 변화를 이루도록 개시된다. 캡 C의 위치는 다시 작동기(3410)를 슬라이딩(평면 교정)함으로써 측정된다. 상기 과정은 캡 C의 원하는 정렬이 달성될 때까지 반복된다.(즉, NP는 원하는 임계 값 내에 원하는면 일치한다). 이상적으로, 향후 캡의 위치 변화는 "슬라이딩 평면 교정 작동기(3410)에 대한 필요성에서 벗어나 광 또는 레이저 시스템에 의해 측정될 수 있다. 상기 변화는 내비게이션 시스템에 보다 신속하게 정보를 중계하여, 캡의 새로운 위치의 더 빠른 측정 및 취득을 허용한다. 이것은 원하는 캡 정렬을 얻기 위해 시스템(3400)이 매우 빠르게 필요한 교정 타격를 하도록 한다. The system 3400 reduces this problem by using three (or more) actuators as the planar calibrator 3410. These actuators are both provided as impact actuators and planar calibrators. In some embodiments, the extremities of the three specific actuators 3410 are encoded and used to define the planes in much the same way that they are calibrated to define a 'virtual impact ring' at the tip of the actuator. After each calibration blow is made by the system 3400, the three actuators 3410 are lowered (slid down) and touch the sides of the cap at different positions (just adjusted positions). A new plane NP is defined. The position of the plane is transferred back to the computer navigation system. The computer navigation system now calculates the difference between the new cap position and the desired cap position (called by the physician). The computer then provides a new command based on the given new location information. The point on the cap is calculated to provide the desired change in alignment and the corresponding actuator 3405 is initiated to make another incremental change in cap position. The position of the cap C is measured again by sliding the actuator 3410 (planar calibration). The process is repeated until the desired alignment of the cap C is achieved (i. E., NP matches the desired surface within the desired threshold). Ideally, future position changes of the cap can be measured by the optical or laser system, deviating from the need for "sliding planarization actuator 3410. " The change can relay information to the navigation system more quickly, Permitting quicker measurement and acquisition of the position. This allows the system 3400 to perform the required calibration blow very quickly, in order to obtain the desired cap alignment.

측위 BMD와 같은 도구가 개발되면, 일반적으로 의사가 고관절 교체 수술을 위해 컴퓨터 내비게이션을 채택할 훨씬 더 가능성이 있게된다. 미국에서는 10 % 이상의 의사가 THR 수술을 위해 컴퓨터 내비게이션 시스템을 사용한다. 상기 채택에 대한 개선은 다음의 두 가지 이유 때문에 발생할 수 있다:When tools such as positioning BMDs are developed, physicians are much more likely to adopt computer navigation for hip replacement surgery. In the US, more than 10% of physicians use computer navigation systems for THR surgery. Improvements to this adoption can occur for two reasons:

1. 의사는 이제 수술실에서 소비된 여분의 시간이 매우 의미있는 차이로 변환된다는 것을 확신한다. 모든 의사는 상기 단순한 목표를 위해 자신의 작업에 ½ 시간을 추가하는 행복을 누릴 것이다.1. The doctor is now confident that the extra time spent in the operating room translates into a very meaningful difference. All physicians will have the happiness of adding ½ hour to their work for this simple goal.

2. 내비게이션과 함께하는 고관절 교체 수술은 일반적으로 외과 의사가 골반과 관련하여 장비의 위치를 확인을 계속한다는 사실로 인해 대개 느린 속도로 이동한다. 의사는 이제 수술 말미에 안정적이고 효과적인 도구가 자동화되고 정확한 방식으로 관골구 이식의 최종위치를 수정 및 교정할 수 있다는 알게될 때 수술하는 동안 보다 서둘러 이동할 필요가 없게된다.2. Hip replacement surgery with navigation is usually slow because of the fact that the surgeon keeps track of the position of the equipment in relation to the pelvis. The physician no longer needs to move faster than during surgery when he knows that stable and effective tools at the end of surgery can be automated and correct and correct the final location of the gingival implants in the correct way.

BMD는 모든 실시간 정보 기술이 정밀하고 정확하게 골반 관골구 내에서 관골구 요소(캡) 이식에 (도구)를 활용할 수 있다. 내비게이션 기술과 투시장치(다른 새로운 측정 장치)의 사용과 연결된 BMD 장치는 모든 계층의 의사가 관골구 구성요소(캡) 배치에 대해 완벽한 고관절 교체(고용적/저용적)를 수행하도록 하는 유일한 장치이다.BMD allows all real-time information technology to precisely and precisely utilize (tool) the transplantation of a chordal element (cap) within the pelvic arch. BMD devices associated with navigation technology and the use of fluoroscopy (another new measuring device) are the only devices that enable physicians at all levels to perform a complete hip replacement (hassle / low volume) for the placement of the ganglion component (cap).

BMD의 사용으로, 외과 의사는 언제나 "완벽한 캡"을 달성하는 관골구 구성 요소 측위로 훌륭하게 수행하고 있다는 것을 확신 할 수 있다. 따라서 BMD의 개념은 영원히 의사, 환자 및 일반 사회를 괴롭혀왔던 고관절 교체 수술 합병증의 가장 흔한 원인을 제거한다.With the use of BMD, surgeons can always be confident that they are doing well with positioning of the zygomatic component to achieve a "perfect cap". The concept of BMD therefore eliminates the most common causes of hip replacement surgery complications that have been plagued by physicians, patients, and the general public forever.

임플란트 제거를 위해 주로 THR의 몇몇 측면들과 관련하여 초음파 장치를 사용하는 것)이 알려져 있다.(일부 성분은 초음파 에너지를 이용하여 연화될 수 있는 시멘트를 사용하여 설치 될 수 있으므로). "초음파"에너지를 이용하는 일부 초음파 장치가 최종 맞춤을 위해 보철물을 삽입하는데 사용될 수 있는 몇 가지 제안일 수 있지만 대퇴골 구성 요소의 맥락인 것이고 상기 장치들은 현재 실제로 사용되지 않을 것으로 여겨진다. BMD의 일부 실시예는 이와 대조적으로, 단순히 진동장치(비초음파)있고, 초음파가 아니며, THR에서 관골구 구성요소를 위한 측위장치에서와 같이 단순하게 이식장치인 것으로 생각된다. 또한, 초음파 장치가 보철물을 이식하는 뼈를 제조하는데 사용될 수 있다는 논의가 있다. 이것은 본 발명의 상기 양태의 주요 목표가 아니므로 BMD는 골의 제조를 다루지 않는다. BMD의 일부 구현은 유사하거나 관련 특징을 포함할 수 있다.It is known to use ultrasonic devices primarily in connection with some aspects of THR for implant removal (some components may be installed using cement that can be softened using ultrasonic energy). Although some ultrasound devices using "ultrasound" energy may be some suggestions that can be used to insert the prosthesis for final fit, it is in the context of the femoral component and the devices are not currently considered to be actually used. Some embodiments of the BMD, by contrast, are considered to be simply implanted devices, such as in a positioner for a chord component in the THR, rather than simply a vibrating device (non-ultrasonic), and not an ultrasound. There is also a discussion that ultrasound devices can be used to make bone implants of prostheses. This is not a major goal of this aspect of the present invention, so BMD does not address the manufacture of bone. Some implementations of BMD may include similar or related features.

일부 실시예에서 BMD는 보철물의 이식시 보철물(예, 관골구 구성요소)의 적절한 설치 및 측위와 함께 이들과 관련된 장치를 포함한다. 매우 특히, 힘의 최소 사용으로 완벽하게 캡을 측위하도록 다양한 "실시간 측정 시스템"과 결합된 진동 에너지의 일부 형태를 사용한다. 예를 들어 관골구 캡과 같은 보철물은 삽입에 저항한다. 삽입되면, 캡은 삽입 방향으로 변화에 저항한다. 본 발명의 BMD는 삽입에 저항하는 힘을 감소하는 고정된 보철물의 삽입 진동 운동을 생성한다. 일부 실시예에서, BMD의 배향 변화에 저항하는 힘을 감소시키는 측위 진동 운동을 생성할 수 있다. 일부 구현예에서는 하나의 진동 프로파일 또는 다른 프로파일로, 운동의 두 가지 유형을 생성한다. 본 발명의 목적을 위해, 상술한 바에서, 원하는 진동 운동이 보철물을 사용할 수있는 동안, 진동 운동은 보철물이 훨씬 간단하게 삽입 및/또는 재배향될 수 있음에 따라 보철물을 "플로팅"하는 것을 특징으로 한다. 일부 실시예는 미리설정된 진동 패턴으로 진동하는 보철물을 생산하는 것을 설명한다. 몇몇 구현예에서, 상기 미리설정된 진동 패턴이 예측가능하고 완전히 사전에 정의된다. 다른 구현예에서, 상기 미리설정된 진동 패턴은 이용가능한 자유도(최대 6개의 자유도)로 하나 이상의 모션 자유도로 램던 진동하는 운동을 포함한다. 즉, 모션의 변환 또는 회전 자유도중 어느것이든지 진동하는 보철물에 대해 큰 것에서 작은 것으로 변화하는 의도적 랜덤 성분을 가질 수있다. 어떤 경우, 특정 모션의 랜덤 성분은 클 수 있으며, 어떤 경우에는 동작을 우선할 수 있다. 다른 경우에는 랜덤 성분은 거의 탐지가능하지 않게 상대적으로 작을 수 있다.In some embodiments, the BMD includes devices associated therewith, as well as proper placement and positioning of the prosthesis (e.g., the zygomatic component) during implantation of the prosthesis. Particularly, some forms of vibration energy combined with various "real time measurement systems" are used to perfectly position the cap with minimal use of force. For example, prostheses, such as the ankle cap, resist insertion. Once inserted, the cap resists change in the insertion direction. The BMD of the present invention creates an insertion vibration motion of the fixed prosthesis that reduces the force against insertion. In some embodiments, a positioning vibration may be generated that reduces the force resisting the orientation change of the BMD. In some embodiments, with one vibration profile or another, two types of motion are created. For the purposes of the present invention, as described above, while the desired oscillatory motion can use the prosthesis, the oscillatory motion is characterized by "floating" the prosthesis as the prosthesis can be inserted and / . Some embodiments illustrate producing a prosthesis that vibrates in a predetermined vibration pattern. In some implementations, the predetermined vibration pattern is predictable and fully predefined. In another embodiment, the predetermined vibration pattern includes a ramping vibration motion in one or more degrees of freedom with an available degree of freedom (up to six degrees of freedom). That is, either the translation of the motion or the degree of freedom of rotation may have an intentional random component that varies from large to small for a vibrating prosthesis. In some cases, the random component of a particular motion may be large, and in some cases, motion may be prioritized. In other cases, the random component may be relatively small so that it is almost undetectable.

상술한 바에서, 순수 외전, 순수 내전, 순수 전경, 순수 후굴의 회전에 대해 정의된 순수 지점에 더하여, 일부구현예에서는 상기와 같은 순수 지점의 쌍중간의 다른 위치에 삽입된 보철물을 타격하는 작동기가 있다. 상기 비 순수 지점 타격은 외전과 후굴(삼각법 분배와 인접한 순수 지점에서 변화의 정도에 따라)의 상대적인 미리설정된 조합에 의해 삽입된 보철물을 회전시킨다. 이러한 맥락에서, 상기 회전은 또한 여기서 외전 및 후굴로 지칭된 외전 및/또는 전경에 대한 음의 값을 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 순수 지점에 대해 회전 중 하나의 양은 0이다.In addition to the pure points defined for rotation of pure abduction, pure adiabatic, pure forehead, and pure evulsion, in some implementations, an actuator that strikes a prosthesis inserted at another location in the middle of the pair of such pure points, . The non-pure point striking rotates the inserted prosthesis by a relative predetermined combination of abduction and retraction (depending on the degree of variation at the point of neat triangulation and adjacent points). In this context, it can be seen that the rotation may also include negative values for abduction and / or foreground, referred to herein as abduction and abduction. Also, the amount of one of the rotations relative to the pure point is zero.

상기 시스템 및 방법은 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 이해를 돕기위해 일반적인 관점에서 서술한 것이다. 본원의 설명에서, 다수의 특정 세부 사항은 본 발명의 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해, 구성 요소 및/또는 방법의 예로서 제공된다. 본 발명의 일부 특징과 장점은 이러한 모드에서 달성되고 모든 경우에 필요한 것은 아니다. 당업자는 본 발명의 실시예들이 하나 이상의 특정 세부 사항없이 또는 다른 장치, 시스템, 조립체, 방법, 구성 요소, 재료, 부품 및/또는 이와 유사한 것과 함께 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 예에서, 공지된 구조, 재료 또는 동작은 본 발명의 실시예들의 양태를 모호하게 하는 것을 피하기 위해 구체적으로 도시 또는 상세히 설명되지 않는다.The system and method are described in general terms to facilitate a detailed understanding of the preferred embodiments of the present invention. In the description herein, numerous specific details are set forth as examples of components and / or methods in order to provide a thorough understanding of embodiments of the invention. Some features and advantages of the present invention are achieved in this mode and are not necessary in all cases. Those skilled in the art will recognize that embodiments of the invention may be practiced without one or more of the specific details, or with other devices, systems, assemblies, methods, components, materials, components, and / or the like. In other instances, well-known structures, materials, or operations are not specifically shown or described in detail to avoid obscuring aspects of embodiments of the present invention.

"하나의 실시예", "일 실시예" 또는 "특정 실시예"에 본 명세서에 걸친 참조는 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되고 모든 실시예에 반드시 필요한 것은 아니라는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체의 다양한 곳에서 "한 실시예에서", "일 실시예에서", 또는 "특정 실시예에서"는 동일한 실시예를 필수적으로 지칭하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 특정 실시예이 특정한 특징, 구조, 또는 특성은 하나 이상의 다른 실시예에 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 또한 설명된 본 발명의 실시예의 다른 변형 및 수정이 상기 가르침에 비추어 가능하고 본 발명의 사상과 범위의 일부분으로 간주된다는 것을 이해하여야 한다.Reference throughout this specification to "one embodiment", "one embodiment", or "a specific embodiment" means that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with the embodiment is included in at least one embodiment of the invention But not necessarily in all embodiments. Thus, in various places throughout this specification, "in one embodiment "," in one embodiment, " or "in a particular embodiment" In addition, certain features, structures, or characteristics of a particular embodiment of the invention may be combined in any suitable manner in one or more other embodiments. It is also to be understood that other variations and modifications of the described embodiments of the invention are possible in light of the above teachings and are considered to be part of the spirit and scope of the invention.

도면/그림에 묘사된 하나이상의 구성요소는 역시 분리 또는 통합된 방생으로 수행될 수 있고 심지어 특정 응용에 따라 유용하기 때문에 특정의 경우 제거되거나 작동 불능으로 표현될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It will be appreciated that one or more of the components depicted in the figures / figures may also be performed with separate or integrated lifetimes and may even be removed or rendered inoperable in certain cases because they are useful in certain applications.

또한, 도면/그림에서 어떤 신호 화살표는 오직 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 특별히 언급하지 않는 한 제한적인 것이 아니다. 구성 요소들 또는 단계들의 조합은 또한 기록된 것으로 간주하며 그 용어는 결합 또는 분리가 불분명할 때 예측가능한 것이다.Also, any signal arrow in the drawings / figures should be considered only exemplary and not limiting unless specifically stated. A combination of components or steps is also considered recorded, and the term is predictable when the combination or separation is unclear.

요약서에 서술된 것을 포함하여 본 발명의 예시된 실시예의 상기 설명은 본 명세서에 개시된 정확한 형태로 소진되거나 본 발명을 제한하지 않는다. 특정 실시예들 및 본 발명에 대한 실시예는 예시의 목적을 위해 본원에 기재되어 있으나, 다양한 동등한 변경을 당업자가 이해할 수 있으므로 본 발명의 사상 및 범위 내에서 가능하다. 나타낸 바와 같이, 상기와 같은 변형은 본 발명의 예시된 실시예들의 전술한 설명의 관점에서 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함되어야 한다.The above description of the illustrated embodiments of the invention, including those described in the Summary, is not exhaustive or is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms disclosed herein. While specific embodiments and embodiments of the invention have been described herein for purposes of illustration, various equivalent changes are possible within the spirit and scope of the invention as those skilled in the art will understand. As such, such modifications should be included within the spirit and scope of the invention in light of the foregoing description of illustrated embodiments of the invention.

따라서, 본 발명은 이들 특정 실시예를 참조하여 설명 하였지만, 변형의 허용범위, 다양한 변경 및 대체는 전술한 개시 내용에서 의도한 것이며 일부 실시예에서 본 발명의 실시예들의 몇몇 특징은 설정된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다른 특징들의 대응하는 사용없이 채용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 많은 변형들이 본 발명의 본질적인 사상 및 범위로 특정 상황 또는 재료에 적합하도록 이루어질 수 있다. 본 발명 및/또는 본 발명을 수행하기 위한 최적 모드로서 개시된 특정 실시예와 특허 청구 범위는 다음에 사용되는 특정 용어에 한정되지 않도록 의도되어 있으나, 본 발명은 임의의 것 및 모든 실시예 및 첨부된 청구의 범위 내의 균등물을 포함한다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 결정되어야 한다.Thus, while the present invention has been described with reference to these specific embodiments, it will be understood that variations, permutations and permutations of the modifications are intended in the foregoing disclosure, and in some embodiments, some features of the embodiments of the present invention, It will be understood that they may be employed without the corresponding use of other features without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, many modifications may be made to adapt a particular situation or material to the essential spirit and scope of the invention. It is to be understood that the specific embodiments and claims disclosed as the best mode for carrying out the invention and / or the invention are not intended to be limited to the specific terminology which will be used hereinafter, But includes equivalents within the scope of the claims. Accordingly, the scope of the invention should be determined only by the appended claims.

Claims (26)

골반 뼈에 배치된 관골구 캡의 설치 장치에 있어서,
상기 관골구 캡은 개구 주위에 주변을 가지는 측벽 및 뼈에 대해 원하는 설치 깊이, 뼈에 대해 원하는 외전각 및 뼈에 대해 원하는 전경각를 가지는 관골구 캡을 가지는 관골구 캡과 함께 내부 공동을 정의하는 측벽을 가지는 외부 쉘 및 개구를 포함하고,
상기 장치는,
트리거를 포함하는 제어기;
인접 단부와 상기 인접 단부 반대쪽의 말단부를 가지는 지지수단, 상기 지지수단은 제어기에 연결된 인접 단부와 함께 상기 인접단부로부터 말단부로 연장되는 종축을 가지고, 상기 지지수단은 또한 관골구 캡을 고정하도록 구성된 어댑터와 함께 말단부에 연결된 어댑터를 가지며; 및
상기 제어기와 지지 수단에 연결된 발진기를 포함하여 구성되고,
상기 발진기는 진동 주파수와 상기 진동주파수를 가진 지지수단의 진동 크기를 제어하도록 구성되고, 상기 진동 크기는 관골구 캡에 적용된 충격힘을 사용하지 않고 원하는 외전각과 원하는 전경각에 따라 상기 설치깊이로 관골구 캡을 설치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 관골구 캡의 설치 장치.
An apparatus for installing an acetabular cap disposed on a pelvic bone,
The ankle cap has a lateral wall defining peripheries around the opening and a lateral wall defining the inner cavity with a desired anchor depth for the bone, a desired abutment angle with respect to the bone, Shell and an opening,
The apparatus comprises:
A controller including a trigger;
A support means having a proximal end and a distal end opposite the proximal end, the support means having a longitudinal axis extending from the proximal end to a distal end with a proximal end connected to the controller, An adapter coupled to the distal end; And
And an oscillator connected to the controller and the support means,
Wherein the oscillator is configured to control a vibration frequency and a magnitude of vibration of the support means having the vibration frequency, wherein the magnitude of the vibration is determined by a desired external angle and a desired foreground angle without using an impact force applied to the rib- Wherein the guide member is configured to install the guide member.
제 1항에 있어서, 상기 지지 수단은 X 축, Y 축 및 Z 축에 대해 1-6개의 자유도를 포함하고, 상기 진동 크기는 변환 방향, 회전 방향, X 축 변환 방향, Y 축 변환, Z 축 변환, 상기 X 축에 대한 피치 방향, 상기 Y축에 대한 요(yaw) 방향, 상기 Z 축에 대한 롤 방향 및 이들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택된 하나이상의 진동 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 관골구 캡의 설치 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the support means comprises 1-6 degrees of freedom with respect to the X, Y, and Z axes, and wherein the vibration magnitude includes a conversion direction, a rotation direction, an X- A pitch direction of the X-axis, a yaw direction of the Y-axis, a roll direction of the Z-axis, and combinations thereof. . 제 1항에 있어서, 상기 제어기는, 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나이상의 세로 작동기 세트를 가동하고 뼈에 대해 원하는 외전각 및 뼈에 대해 원하는 전경각을 생성하는 조정 프로파일에 따라 세로 작동기의 트리거링 세트를 가동하는 것을 선택하는 메모리 저장 프로그램 명령에 연결된 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 관골구 캡의 설치 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the controller, when executed by the processor, further comprises: a triggering set of vertical actuators, in response to an adjustment profile that actuates the one or more longitudinal actuators sets and produces a desired fore and aft angle for the bone, And a processor coupled to the memory storage program command for selecting to activate the ganglion cap. 원하는 이식 깊이로 뼈의 부분에 이식되도록 구성되는 보철용 설치 시스템에있어서,
부착 시스템을 포함하는 상기 보철물이,
발생 패턴을 가지는 펄스의 오리지널 시리즈를 생성하는 진동 기계에 결합된 제어기를 포함하는 발진 엔진, 상기 발생 패턴은, 상기 펄스들의 오리지널 시리즈의 제 1 듀티 사이클을 정의하고; 및
발진엔진에 연결된 인접 단부와 상기 인접 단부에서 이격된 말단부를 가지고 보철물에 연결되는 펄스 전송 조립체 상기 펄스 전송 조립체는 상기 인접 단부에서 연결시스템을 포함하고, 상기 연결 시스템은 보철물을 단단하게 고정하도록 구성된 부착 시스템으로 보완되고 상기 펄스 전송 조립체와 함께 고정된 보철물을 생성하고 상기 펄스 전송 조립체는 일련의 설치 펄스에 응답하는 적용된 일련의 펄스들을 생성하여 고정된 보철물에 펄스의 오리지널 시리즈를에 응답하는 펄스의 설치 시리즈와 통신하고; 상기 적용된 일련의 펄스는 수동 충격없이 원하는 이식 깊이의 95 % 이내로 뼈의 부분에 고정 보철물의 설치를 가능하게 하도록 진동 운동을 고정된 보철물에 부여하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보철용 설치 시스템.
A prosthetic attachment system configured to be implanted into a portion of a bone at a desired implant depth,
The prosthesis, including the attachment system,
An oscillation engine comprising a controller coupled to the oscillating machine to generate an original series of pulses having an oscillation pattern, the oscillation pattern defining a first duty cycle of the original series of pulses; And
A pulse transmission assembly having a proximal end connected to the oscillation engine and a distal end spaced from the proximal end, the pulse transmission assembly comprising a connection system at the proximal end, the connection system comprising a connection configured to securely attach the prosthesis System and supplemented with the pulse transmission assembly to form a fixed prosthesis and the pulse transmission assembly generates a series of applied pulses responsive to a series of setup pulses to provide a pulse to the fixed prosthesis to respond to the original series of pulses Communicate with series; Wherein said applied series of pulses are configured to impart a vibratory motion to a fixed prosthesis to enable the placement of a fixed prosthesis within a portion of the bone within 95% of the desired implant depth without manual impact.
제 4 항에있어서, 상기 펄스 전송 조립체는 상기 발진 엔진츠로부터 오리지널 시리즈의 펄스를 수용하고 상기 오리지널 시리즈의 펄스에 응답하여 설치 패턴을 가지는 펄스의 설치 시리즈를 생성하고, 상기 설치 패턴은,
펄스의 설치시리즈에 응답하여 펄스의 적용된 시리즈를 생성하는 고정된 보철물에 펄스의 설치시리즈를 통신하는 제 2 펄스 진폭, 제 2 펄스 방향, 제 2 펄스 지속 기간 및 상기 펄스 전송 조립체를 가진 제 2 펄스 시간 윈도우를 포함하는 펄스의 설치 시리즈의 제 2 튜티 사이클을 정의하는 것을 특징으로 하는 보철용 설치 시스템.
5. The apparatus of claim 4, wherein the pulse transmission assembly receives a pulse of the original series from the oscillation engine and generates a series of pulses having an installation pattern in response to the pulse of the original series,
A second pulse duration communicating an installation series of pulses to a fixed prosthesis that produces an applied series of pulses in response to a series of pulse setups, a second pulse duration communicating a series of pulses, a second pulse duration, And defining a second truety cycle of the installation series of pulses comprising a time window.
제 4항에 있어서, 상기 펄스 전송 조립체가 몸체와 근위단부 및 상기 근위단부 맞은편의 말단부를 가지는 연장된 진동 조립체를 포함하고, 상기 인접단부는 상기 몸체내에 배치되고 상기 진동 엔질을 상기 몸체 외부로 연장되고 상기 연결 시스템을 포함하는 말단부와 연결하고;
상기 연장된 진동 조립체는 상기 몸체에 대해 움직이고 하나이상의 자유도를 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보철용 설치 시스템.
5. The apparatus of claim 4, wherein the pulse transmission assembly includes an elongated oscillating assembly having a body and a proximal end and a distal end facing the proximal end, the proximal end being disposed within the body and extending the oscillating entrainment out of the body And connected to a distal end comprising said connection system;
Wherein said elongated vibration assembly is configured to move relative to said body and to have at least one degree of freedom.
제 5 항에있어서, 상기 펄스 전송 조립체가 몸체와 근위단부 및 상기 근위단부 맞은편의 말단부를 가지는 연장된 진동 조립체를 포함하고, 상기 인접단부는 상기 몸체내에 배치되고 상기 진동 엔질을 상기 몸체 외부로 연장되고 상기 연결 시스템을 포함하는 말단부와 연결하고;
상기 연장된 진동 조립체는 상기 몸체에 대해 움직이고 하나이상의 자유도를 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보철용 설치 시스템.
6. The method of claim 5, wherein the pulse transmission assembly comprises an elongated oscillating assembly having a body and a proximal end and a distal end facing the proximal end, the proximal end being disposed within the body, And connected to a distal end comprising said connection system;
Wherein said elongated vibration assembly is configured to move relative to said body and to have at least one degree of freedom.
골반 뼈의 준비된 소켓에 관골구 캡을 설치하는 방법에 있어서,
상기 관골구 캡은 내부 공동 및 개구를 형성하는 측벽을 가지는 외부쉘을 포함하고, 개구주위에 주변부를 가지는 측벽을 가지고 관골구 캡은 뼈에 대해 원하는 설치 깊이, 뼈에 대해 원하는 외전각 및 뼈에 대해 원하는 전경각을 가지며,
(a) 발진 엔진으로부터 오리지널 시리즈의 펄스를 생성하고;
(b) 상기 관골구 캡에서 통신된 시리즈의 펄스를 생성하는 관골구 캡으로 오리지널 시리즈의 펄스를 통신하고;
(c) 통신된 시리즈의 펄스에 응답하여 소정의 진동 패턴을 갖는 진동을 가지는 관골구 캡을 진동하고; 및
(d) 관골구 캡에 적용된 충격력을 사용하지 않고 원하는 외전각과 전경각을 가진 설치 깊이의 제 1 사전 정의된 임계값내에서 준비된 소켓내로 진동하는 관골구 캡을 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 골반 뼈의 준비된 소켓에 관골구 캡을 설치하는 방법.
CLAIMS 1. A method of installing an acetabular cap on a prepared socket of a pelvic bone,
The orbicularoposterior cap includes an outer shell having a sidewall defining an inner cavity and an opening and having a sidewall having a perimeter around the opening, the oropharyngeal cap having a desired installation depth for the bone, a desired abduction angle for the bone, Having a foreground angle,
(a) generating a pulse of the original series from an oscillation engine;
(b) communicating a pulse of the original series to a guttural cap that produces a pulse of the series communicated in the guttural cap;
(c) vibrating an ankle cap having a vibration having a predetermined vibration pattern in response to a pulse of the communicated series; And
(d) inserting a vibrating cap into the prepared socket within a first predefined threshold of installation depth with a desired abutment angle and foreground angle without using the impact force applied to the ankle cap. A method of installing a zygomatic cap on a prepared socket.
제 8 항에있어서,
(e) 원하는 외전각의 제 2 미리설정된 임계 값과 원하는 전경각의 제 3 원하는 임계 값 내의 준비된 소켓 내에 진동하는 관골구 캡을 배향하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. The method of claim 8,
(e) orienting the vibrating capillary cap in a prepared socket within a third predetermined threshold of the desired forehead angle and a second predetermined threshold of the desired abductor angle.
원하는 삽입 깊이에서 환자의 뼈의 준비된 위치내로 보철물을 삽입하기 위한 방법에 있어서, 보철물을 원하는 삽입 깊이로 삽입하기 위해 비진동 삽입력은 제 1 범위 내에 있고, 상기 방법은:
(a) 소정의 진동 패턴을 갖는 진동 보철물을 제조하는 도구를 사용하여 보철물을 진동시키고; 및
(b) 제 2 범위의 진동 삽입력을 이용하여 원하는 삽입 깊이의 제 1 소정 임계값 내 준비된 위치에 진동 보철물을 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 범위는 이하 제 1 범위의 최소값보다 적은 세트의 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
A method for inserting a prosthesis into a prepared position of a patient's bone at a desired insertion depth, the non-vibratory insertion force for inserting the prosthesis at a desired insertion depth is within a first range, the method comprising:
(a) vibrating the prosthesis using a tool for producing a vibration prosthesis having a predetermined vibration pattern; And
(b) inserting an oscillatory prosthesis at a prepared position within a first predetermined threshold value of a desired insertion depth using an oscillating insertion force in a second range, the second range being less than the minimum value of the first range ≪ / RTI >
제 10 항에 있어서, 상기 제 2 범위는 제 1 범위보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.11. The method of claim 10, wherein the second range is less than the first range. 제 10 항에있어서, 보철물이 뼈에 대해 원하는 방향을 포함하고,
(c) 보철물에 적용되는 수동 충격없이 도구를 사용하여 원하는 방향의 제 2 미리설정된 임계값 내로 진동하는 보철물을 배향하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. The method of claim 10, wherein the prosthesis comprises a desired orientation with respect to the bone,
(c) orienting the prosthesis that vibrates into a second preset threshold value in a desired direction using a tool without manual impact applied to the prosthesis.
제 10 항에있어서, 상기 삽입 단계 (b)가:
(b1) 자동화된 깊이 결정 도구를 사용하여 상기 진동하는 보철물의 현재 삽입 깊이를 자동으로 결정하고; 및
(b2) 상기 현재 깊이가 제 1 미리설정된 임계값 내에 있을 때까지 로봇 수술 도구를 사용하여 자동으로 상기 현재 삽입 깊이를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. The method of claim 10, wherein said inserting step (b) comprises:
(b1) automatically determining the current insertion depth of the vibrating prosthesis using an automated depth determination tool; And
(b2) automatically determining the current insertion depth using the robot surgical tool until the current depth is within a first predetermined threshold.
제 12 항에있어서, 상기 삽입 단계 (b)가:
(b1) 자동화된 깊이 결정 도구를 사용하여 상기 진동하는 보철물의 현재 삽입 깊이를 자동으로 결정하고; 및
(b2) 상기 현재 깊이가 제 1 미리설정된 임계값 내에 있을 때까지 로봇 수술 도구를 사용하여 자동으로 상기 현재 삽입 깊이를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. The method of claim 12, wherein said inserting step (b) comprises:
(b1) automatically determining the current insertion depth of the vibrating prosthesis using an automated depth determination tool; And
(b2) automatically increasing the current insertion depth using the robot surgical tool until the current depth is within a first predetermined threshold.
제 12 항에있어서, 상기 삽입 단계 (b)가:
(b1) 자동화된 방향 결정 도구를 사용하여 상기 진동하는 보철물의 현재 삽입 깊이를 자동으로 결정하고; 및
(b2) 상기 현재 깊이가 제 2 미리설정된 임계값 내에 있을 때까지 로봇 수술 도구를 사용하여 자동으로 상기 현재 삽입 깊이를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. The method of claim 12, wherein said inserting step (b) comprises:
(b1) automatically determining the current insertion depth of the vibrating prosthesis using an automated direction determination tool; And
(b2) automatically increasing the current insertion depth using the robot surgical tool until the current depth is within a second preset threshold.
제 15 항에 있어서, 상기 방향 단계 (c)가:
(c1) 자동화된 방향 결정 도구를 사용하여 상기 진동하는 보철물의 현재 삽입 깊이를 자동으로 결정하고; 및
(c2) 상기 현재 삽입 방향이 상기 제 2 미리설정된 임계값 내에 있을때까지 상기 현재 삽입 깊이를 로봇 수술 도구를 이용하여 자동으로 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. The method of claim 15, wherein said step (c)
(c1) automatically determining the current insertion depth of the vibrating prosthesis using an automated direction determination tool; And
(c2) the current insertion depth is automatically adjusted using the robot surgical tool until the current insertion direction is within the second preset threshold value.
제 16항에 있어서, 상기 보철물은 관골구 보철물을 포함하는 것을 특징으로하는 방법.17. The method of claim 16, wherein the prosthesis comprises an ankle prosthesis. 골반뼈의 기준 프레임에 대해 원하는 방향의 제 1 미리설정된 임계값내에서 환자의 골반뼈로 삽입되는 잘못위치된 보철물 캡을 측위하는 수술 시스템에 있어서,
잘못 위치된 보철 캡의 수술 방향을 설정하는 위치 결정 시스템을 사용하는 상기 시스템이:
하나 이상의 작동기를 갖는 작동기 세트를 포함하는 측위 장치, 수술 방향에 응답하는 측위 장치가 작동기 세트로부터 상기 작동기의 그룹을 식별하고, 작동기 그룹은 상기 작동기 그룹에 의해 보철 캡의 타격에 응답하는 골반 뼈내의 보철 캡을 예측가능하게 재배향하도록 구성되는 하나이상의 작동기를 포함하고,
상기 측위 장치가 작동기 그룹을 활성화하는 선택기를 더 포함하고 외전 및 전경각의 미리설정된 상대 회전 양으로 기준 프레임내에 보철 캡을 회전하도록 미리설정된 보철 캡상의 위치에서 타격을 초기화하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수술 시스템.
A surgical system for positioning a misplaced prosthesis cap that is inserted into a patient's pelvic bone within a first predetermined threshold value in a desired direction relative to a reference frame of the pelvic bone,
The system using a positioning system for setting a surgical orientation of a misplaced prosthesis cap comprising:
A positioning device responsive to the surgical direction identifies the group of actuators from the set of actuators and the group of actuators comprises a set of actuators in the pelvic bone And one or more actuators configured to predictably orient the prosthetic cap,
Wherein the positioning device further comprises a selector for activating the actuator group and is configured to initiate the striking at a location on the pre-set prosthetic cap to rotate the prosthetic cap in the reference frame at a predetermined relative amount of rotation of the abduction and foreground angles Surgical system.
제 18 항에있어서, 작동기 세트가 네 개의 작동기를 포함하고, 제 1 작동기의 위치는 기준 프레임에 대해 보철 캡의 순수 외전 회전을 생성하고, 제 2 작동기 위치는 기준 프레임에 대해 보철 캡의 순수 외전 회전을 생성하며, 제 3 작동기 위치는 기준 프레임에 대해 보철 캡의 순수 전경 회전을 생성하고, 제 4 작동기 위치는 기준 프레임에 대해 보철캡의 순수 후굴 회전을 생성하는 것을 특징으로 하는 수술 시스템. 19. The method of claim 18, wherein the set of actuators comprises four actuators, the position of the first actuator producing a pure abduction rotation of the prosthetic cap relative to the reference frame, Wherein the third actuator position produces a pure foreground rotation of the prosthetic cap relative to the reference frame and the fourth actuator position generates a pure evacuation rotation of the prosthetic cap relative to the reference frame. 상기 제 19 항에있어서, 작동기 세트가 추가적인 8개의 작동기를 포함하고, 상기 추가적인 8개의 작동기의 위치는 각각 외전 회전과 전경 회전의 미리설정된 상태 조합을 생성하고, 각각 상기 추가적인 8개의 작동기에 대한 외전 회전과 전경 회전의 미리설정된 상대 조합은 외전 회전과 전경 회전의 다른 미리 설정된 상대 조합과 다른 것을 특징으로 하는 수술 시스템.20. The method of claim 19, wherein the set of actuators comprises an additional eight actuators, the positions of the additional eight actuators creating a preset combination of states of abduction and foreground rotation, respectively, Wherein the predetermined relative combination of rotation and foreground rotation is different from other predetermined relative combinations of abduction and foreground rotation. 골반뼈의 기준 프레임에 대해 원하는 방향의 제 1 미리설정된 임계값내에서 환자의 골반뼈로 삽입되는 잘못위치된 보철물 캡을 측위하는 자동화된 수술 방법에 있어서,
잘못 위치된 보철 캡의 수술 방향을 설정하는 위치 결정 시스템을 사용하는 시스템이:
(a) 로봇 도구에 보철 캡의 원하는 방향을 입력하고;
(b) 보철 캡의 측위 장치를 연결하고, 측위 장치는 상기 로봇도구에 응답하고;
(c) 상기 로봇 도구를 사용하여 골반 뼈 내의 보철 캡의 잘못된 위치를 측정하고;
(d) 방향 일치 에러를 확립하도록 원하는 방향과 상기 잘못된 방향을 비교하고;
(e) 방향 일치 에러가 미리설정된 임계값을 초과할때 측위장치와 보철 캡의 하나이상의 작동기들 사이의 방향 교정 접촉을 초기화하고, 상기 방향 교정 접촉은 외전 회전과 전경 회전의 미리설정된 상대 양과 함께 골반뼈내에서 보철 캡을 회전시키고; 및
(f) 방향 일치 에러가 상기 미리설정된 임계값을 초과하지 않을때까지 단계 (c)-(e)를 반복하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동화된 수술 방법.
An automated surgical method for positioning a misplaced prosthesis cap that is inserted into a patient's pelvic bone within a first predetermined threshold of a desired direction relative to a reference frame of the pelvic bone,
A system using a positioning system for setting a surgical orientation of a misplaced prosthesis cap comprising:
(a) input the desired direction of the prosthetic cap to the robot tool;
(b) connecting a positioning device of the prosthetic cap, the positioning device being responsive to the robot tool;
(c) measuring the erroneous position of the prosthetic cap in the pelvic bone using the robot tool;
(d) comparing the erroneous direction with a desired direction to establish an erroneous direction error;
(e) initiating a directional calibration contact between the positioning device and one or more actuators of the prosthetic cap when the directional alignment error exceeds a preset threshold, said directional calibration contact including a predetermined relative amount of abduction and foreground rotation Rotate the prosthetic cap within the pelvic bone; And
(f) repeating steps (c) - (e) until the directional alignment error does not exceed the preset threshold value.
수술실의 수술대에 배치된 환자의 골반 뼈에 삽입되는 보철 캡상의 직교 순수 지점 세트를 인코딩하기 위한 수술 방법에 있어서,
(a) 는 골반 뼈를 위한 기준 프레임을 설정하고; 그 후
(b) 로봇 도구를 사용하여 기준 프레임으로 캡의 직교 순수 지점 세트를 매핑하고, 상기 직교 순수 지점 세트는 외전을 위한 제 1 순수 지점, 외전을 위한 제 2 순수 지점, 전경을 위한 제 3 순수 지점 및 후굴을 위한 제 4 순수 지점을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 방법.
A surgical method for encoding a set of orthogonal pure points on a prosthetic cap inserted into a pelvic bone of a patient placed in a surgical table in an operating room,
(a) sets a reference frame for the pelvic bone; After that
(b) using the robot tool to map a set of orthogonal pure points of the cap to a reference frame, said orthogonal pure point set comprising a first pure point for abduction, a second pure point for abduction, And a fourth pure point for evacuation.
골반뼈의 기준 프레임에 대해 원하는 방향의 제 1 미리설정된 임계값내에서 환자의 골반뼈로 삽입되는 잘못위치된 보철물 캡을 측위하는 자동화된 수술 방법에 있어서,
잘못 위치된 보철 캡의 수술 방향을 설정하는 위치 결정 시스템을 사용하는 시스템이:
(a) 보철 캡의 측위 장치를 연결하고, 상기 측위 장치는 보철 캡의 둘레에 균일하게 분포된 복수의 작동기를 포함하고;
(b) 수술 중 골반뼈내에 보철 캡의 잘못된 위치를 측정하고; 및 그후
(c) 외전 회전과 전경 회전의 미리설정된 상대 양에 의해 교정 조정시 잘못위치된 보철 캡을 회전시키도록 잘못위치된 보철 캡과 연결된 인코딩된 순수 지점 세트에 대해 복수이ㅡ 작동기중 하나이상의 세트를 작동시키는 단계를 포함하고,
상기 교정 조정은 보철 캡의 잘못된 위치의 크기를 예측가능하게 감소하는 것을 특징으로 하는 자동화된 수술 방법.
An automated surgical method for positioning a misplaced prosthesis cap that is inserted into a patient's pelvic bone within a first predetermined threshold of a desired direction relative to a reference frame of the pelvic bone,
A system using a positioning system for setting a surgical orientation of a misplaced prosthesis cap comprising:
(a) connecting a positioning device of a prosthetic cap, the positioning device comprising a plurality of actuators uniformly distributed around the prosthetic cap;
(b) measuring the erroneous position of the prosthetic cap within the pelvic bone during surgery; And thereafter
(c) actuating one or more of the plurality of actuators for a set of encoded pure points connected with a misplaced prosthesis cap to rotate the misaligned prosthesis cap during calibration adjustment by a predetermined relative amount of abduction and foreground rotation , ≪ / RTI >
Wherein said calibration adjustment predictably reduces the size of the false position of the prosthetic cap.
제 23 항에 있어서, 상기 복수의 작동기가 네개의 작동기를 포함하고, 상기 작동기는 인코딩된 순수 지점 세트에 대응하는 것을 특징으로 하는 수술 방법.24. The method of claim 23, wherein the plurality of actuators comprises four actuators, the actuators corresponding to a set of encoded pure points. 제 23 항에 있어서, 상기 복수의 작동기는 네개 이상이고, 네개의 상기 작동기가 인코딩된 순수 지점 세트에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.24. The method of claim 23, wherein the plurality of actuators is four or more and the four actuators correspond to an encoded pure point set. 제 23 항에 있어서, 복수의 작동기는 세 개 이상의 작동기를 포함하고, 상기 작동기중 하나가 인코딩된 순수 지점 세트중 하나의 순수 지점에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.24. The method of claim 23, wherein the plurality of actuators comprises three or more actuators, one of the actuators corresponding to a pure point of one of the encoded pure point sets.
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