用于进行前髋手术的方法和装置的制造方法_5

文档序号:9888170阅读:来源:国知局
60的定向可以由进行手术的外科医生用于关于患者的骨盆的一个或者多个组件并且/或对准该一个或者多个组件,如在框532处所指示的。例如,进行手术的外科医生可以利用方向指示器160来将组件固定至对准该方向指示器160的患者的骨盆。
[0082]图11是在手术过程的执行期间的患者1100的一部分的示意俯视图。图12是图11的患者1100的一部分的示意侧视图。患者1100可以躺在手术室手术台上的仰卧位置中。已经通过患者的皮肤和组织作一切迹以进入患者的左髋。如图所示,手术器械100对接至患者的骨盆。手术器械100的方向指示器160已经在每个手术计划中被调整以沿髋白杯组件的期望定向指向。外科医生可以使用工具,诸如,杯压入器工具1104,来将杯组件压入方向指示器160所指定的期望定向处。例如,杯压入器工具1104可以具有限定中心轴1108的直手柄部分1106,该中心轴1108对准髋臼杯组件的轴,例如,集中在髋臼杯组件的轴上。外科医生可以对杯压入器工具1104的手柄部分1106进行定位(从而杯组件的轴)以对准方向指示器160。具体地,图11图示了在垂直面中对准方向指示器160的手柄部分1106,并且图12图示了在水平面中对准方向指示器160的手柄部分1106。
[0083]在实施例中,如在图2中所示的,一个或者多个其它器械,诸如,平行导向器1110,可以由外科医生用于将方向指示器160所限定的定向平移至杯压入器1104的手柄部分1106的中心轴1108。在于2013年6月27日公开的标题为“Guide for Acetabular ComponentPosit1ning ”的美国专利公开第2013/0165941号中公开了合适的平行导向器,该公开文档全文以引用的方式并入本文。
[0084]在替代实施例中,方向指示器160和平行导向器1110可以用于将销压入患者的骨盆,例如,在患者的骨盆中的髋臼或者另一位置处,患者的骨盆对准髋臼杯组件的期望定向。一旦销固定到患者的骨盆上,导杆就可以附接至该销,并且外科医生可以使用该导杆来设置髋白杯组件的定向。一旦髋白杯组件定位在期望位置处的髋白中并且在期望定向中,即,当在手术计划中提出时,可以移除导杆和销。
[0085]由于定位在患者的处于期望位置和定向处的髋臼中的杯组件,器械100可以从患者1100移除,并且手术过程可以继续。例如,具有配置为安装在髋白杯组件内的球组件的假体柄可以附接至患者的股骨。
[0086]应该理解,其它或者另外的步骤可以在手术过程期间进行。例如,由于对接或者附接至患者的骨盆的器械100,可以通过使用导航指针(也称为数字化探针)来使器械100上的一个或者多个,优选三个或者多个(非共线)点数字化,如在框534处所指示的。导航指针是通常具有尖端和追踪器,诸如,具有相对于尖端的已知空间关系的光学追踪器的设备。指针的尖端可以放置在器械100的特定点上,并且,在表示点的尖端的三维空间内的位置可以由追踪系统捕获。器械100可以包括在用于容纳指针的尖端的器械100上的三个或者多个位置处的机械或者其它特征,诸如,凹陷。例如,凹陷可以位于细长支撑臂102的相对端处和导向器支撑架110上。凹陷可以位于限定平面和坐标系的点处,该平面和坐标系在器械100对接至患者时平行于器械100的支腿104、106和108的尖端所限定的患者特定的仰卧骨盆参考平面和坐标系。追踪系统可以相对于追踪系统所限定的坐标系确定这些点的3D空间坐标。按照这种方式,可以相对于追踪系统所限定的坐标系记录患者的骨盆的位置和定向,例如,角定向。
[0087]另外,可以将一个或者多个追踪器放置在骨盆上。然后可以使用器械100来确定给定平面(诸如,AP平面)与可以随机粘贴在骨盆上的一个或者多个骨盆追踪器之间的关系。那样,一旦使用器械100来记录骨盆,那么便可以移除器械100,并且可以使用典型的导航序列来,例如,将髋白杯组件放置在相对于患者骨盆的期望位置和/或定向处。
[0088]在另一实施例中,一个或者多个追踪器可以附接至器械100。该一个或者多个追踪器可以固定地或者可移除地附接至器械100。例如,追踪器可以永久地安装至器械100,或者鞍座或者插座可以合并到器械100中,并且追踪器可以可移除地附接至该鞍座或者插座。一旦将追踪器附接至器械100或者使其就位于器械100,追踪系统就可以捕获并且“记住”器械100的位置及其相对于附接至患者(例如,附接至患者的骨盆)的一个或者多个其它追踪器的3D坐标系。按照这种方式,可以相对于患者的骨盆的一个或者多个追踪器和/或相对于AP平面和/或坐标系,建立患者特定的仰卧骨盆参考平面和/或坐标系。
[0089]通过使用该信息,可以相对于至少一个追踪器记录骨盆,这是因为可以确定追踪器相对于患者特定的平面和/或坐标系的位置。此外,因为手术计划可以包括在患者特定的平面和/或坐标系与AP平面和/或坐标系之间的平移功能,所以还可以确定追踪器与AP平面坐标系之间的关系。利用追踪系统所捕获的患者特定的平面和/或坐标系,可以从患者移除器械100。
[0090]为了提供另外的导航数据,例如,为了更准确地建立基于患者的坐标系,还可以将患者的解剖部位上的多个点数字化,即,通过追踪系统进行捕获。例如,对于THR,可以通过使用指针,使患者的髋臼处和周围的多个点数字化。即,当接近患者的髋臼时,外科医生可以使髋臼内和/或周围的多个点数字化。这些点,在对接至患者时,可以与器械100所限定的患者特定的平面和/或坐标系结合以建立坐标系。更具体地,追踪系统可以配置为基于多个点为髋臼计算旋转中心。追踪系统可以将该旋转中心设置为坐标系的原点。在实施例中,夕卜科医生可以使彼此很接近的很多点数字化以建立原点。在本实施例中,可以首先使用器械100来建立坐标系的轴,诸如,X轴、y轴和z轴。即,器械100,结合在患者的解剖部位上(诸如,在髋臼中)的多个点,可以用于建立包括患者特定的平面和/或坐标系的坐标系。
[0091]在一些情况下,患者的术前解剖部位可以是可能无法被确定的原点。例如,患者的髋臼可能发生扭曲,从而无法确定旋转中心。在这种情况下,例如,可以将在髋白内和/或在髋臼外的大量点数字化,并且“最适合”匹配进行的计算,诸如,确定大量捕获点如何可以最适合3D模型表面的均方根最小化计算。
[0092]应该理解,根据正在进行的过程,可以使患者的解剖部位上的其它点数字化。此夕卜,点(诸如,骨表面上的大量点)可以通过使用追踪式超声探针由追踪系统捕获或者输入到追踪系统中。
[0093]在实施例中,一旦在患者上建立了患者特定的平面和/或坐标系,便可以移除器械100,并且可以继续手术过程。即,器械100可以记录患者在手术室中的位置和定向,并且该记录可以通过附接至患者的追踪器由追踪系统追踪。追踪系统可以在过程期间追踪外科医生所使用的一个或者多个器械。例如,追踪系统可以追踪外科医生手动操作的一个或者多个器械以,例如,将一个或者多个假体组件(诸如,髋白杯组件)附接至患者,如在手术计划中所规定的。
[0094]追踪系统还可以用于在手术过程期间追踪其它器械,诸如,骨制备器械。此外,追踪系统可以配置为追踪支腿长度、偏置和/或前后位置的变化。在于2011年2月8日提出的标题为 “System and Method for Facilitating Hip Surgery” 的美国专利第7,885,705号中公开了一种用于追踪这些变化的合适系统,该专利以引用的方式全部并入本文。
[0095]在又一实施例中,器械100可以在手术过程期间保持对接至患者。在这种情况下,方向指示器160—旦设置,例如,如在一个或者多个计划中提出的,就可以由外科医生用于将一个或者多个假体组件附接在期望位置和/或定向处。
[0096]图14是第三(坐骨)支腿1400的另一实施例的示意正视图。第三支腿1400可以包括配置为容纳在第一可动支腿支架114的开口 144中的第一端1402。第一端1402可以具有一个或者多个锁紧元件,诸如,锁紧元件1404a和1404b。第一可动支腿支架114可以具有切迹194(图2)。锁紧元件1404a和1404b可以是弹簧承载的,并且配置为使其中一个锁紧元件可以容纳在切迹194中,从而固定第三支腿1400使其不得旋转。如在本文中所描述的,器械100可以通过使器械100翻转而用在右髋或者左髋上。通过包括两个锁紧元件1404a和1404b,第三支腿1400可以用在两侧。
[0097]第三支腿1400可以包括可以从第一端1402直接向下延伸的第一直支腿段1406、以第一角度1407连接第一直支腿段1406的第二直支腿段1408、以及以第二角度1412连接第二直支腿段1406的第三直支腿段1410。在实施例中,第一角度和第二角度可以是相同的,并且可以是约45度。第三支腿1400可以进一步包括可以是V形的第二端1414。即,第二端1414可以具有第一臂1416a和第二臂1416b。第一臂和第二臂在终点1417处连接,该终点1417为V形第二端1414的顶点。第一臂1414a可以从垂直轴1418延伸第三角度1420,并且第二臂1414b可以从垂直轴延伸第四角度1422。第三角度1420可以是约30度,并且第四角度1422可以是约10度。在实施例中,第三支腿1400可以具有约140 mm的总高度和约40 mm的偏置(宽度)。另外,第一臂1416a和第二臂1416b可以是约10 mm。
[0098]刚好在髋臼下面的坐骨的前面观通常具有比较尖锐的前缘。不是使用与坐骨的内侧或者外侧偏置了 10 mm的钻孔导向器,当使用基点套管时,可以使用具有V形第二端1414的第三支腿。在这种情况下,可以将V形第二端1414定位为使作为V的顶点的点1417处于具有放置在坐骨的外侧之上的V的外侧以及放置在坐骨的内侧之上的V的内侧的坐骨的尖锐前缘处。
[0099]在实施例中,器械计划模块1306可以配置为在确定患者特定的仰卧骨盆参考平面时,考虑到患者在左ASIS和/或右ASIS处的皮肤和组织的厚度。更具体地,图15是图示了骨盆1502和股骨1504的患者1500的示意侧视图。骨盆1502包括髂骨翼1506和在髂骨翼1506上的点1508所指示的右ASIS。患者的皮肤1510围绕骨盆1502。具有由字母T指示的厚度或者深度的皮肤和组织在右ASIS 1508之上。图16是具有放置在右ASIS 1508处的髋记录器械100(图1)的支腿1604的尖端1602的患者1500的示意侧视图。利用对接至患者的骨盆1502的器械100,在右ASIS 1508之上的皮肤和组织从其初始厚度T(图15)被压缩为标记有O的压缩厚度(图16)。即,由于髋记录器械100放置在患者上,支腿1604的尖端1602不完全接触ASIS1508,但是与其隔开距离0,这表示患者的皮肤和组织针对ASIS 1508被向下压缩。
[0100]器械计划模块1306可以配置为将距离O添加到支腿1604的物理长度以达到支腿1604的“逻辑”长度。器械计划模块1306可以在其还通过压缩的皮肤和组织在左ASIS上面隔开的程度上,类似地计算器械的其它支腿的“逻辑”长度。压缩的皮肤和组织的距离或者厚度O可以,例如,通过计划
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