用于膝關節(jié)的小輪廓患者特定切削塊的制作方法
【專利摘要】用于膝部的小輪廓患者特定切削塊包括多個骨頭分界部分和切槽。多個骨頭分界部分構造成覆蓋骨頭的端部的部分。骨頭分界部分各具有表面，大致為骨頭分界部分覆蓋的骨頭的部分的反面。骨頭分界部分彼此成角度地偏移，使得骨頭分界部分的第一部分覆蓋骨頭的前面部分并且骨頭分界部分的第二部分覆蓋大致垂直于骨頭的前面部分的骨頭的部分。切槽相對于骨頭分界部分定向在固定位置，使得切槽以固定角度并且以固定深度從骨頭分界部分引導切削工具。
【專利說明】用于膝關節(jié)的小輪廓患者特定切削塊
[0001]本申請是于2009年3月3日提交的PCT申請(國家申請?zhí)枮?00980108374.2，發(fā)明名稱“用于膝關節(jié)的小輪廓患者特定切削塊”)的分案申請。

【技術領域】
[0002]本發(fā)明大體涉及用于在膝關節(jié)處的骨頭切除的切削塊(cutting block)，更具體地涉及為患者的特定骨頭和軟骨設計的并且進一步構造成外科醫(yī)生的優(yōu)先選擇的切削塊。


【發(fā)明內容】

[0003]正是考慮到上述的涉及本領域的問題，開發(fā)了本發(fā)明。
[0004]在本發(fā)明的一個方面中，用于膝部的小輪廓(low profile)患者特定切削塊包括多個骨頭分界部分和切槽。多個骨頭分界部分構造成覆蓋骨頭的端部的部分。骨頭分界部分各具有表面，大致為骨頭分界部分覆蓋的骨頭的部分的反面(negative)。骨頭分界部分彼此成角度地偏移，使得骨頭分界部分的第一部分覆蓋骨頭的前面部分并且骨頭分界部分的第二部分覆蓋大致垂直于骨頭的前面部分的骨頭的部分。切槽相對于骨頭分界部分定向在固定位置，使得切槽以固定角度并且以固定深度從骨頭分界部分引導切削工具。
[0005]在本發(fā)明的另一個實施例中，小輪廓患者特定切削塊是股骨切削塊。該切削塊進一步包括具有厚度的凸起部和延伸穿過凸起部的開孔。開孔具有直徑。凸起部構造成將銷引導穿過凸起部。凸起部的厚度大于開孔的直徑。
[0006]在又一個實施例中，骨頭分界部分在小輪廓患者特定切削塊的前面部分中大致定向在小輪廓患者特定切削塊的中間，并且內側地和外側地定向在小輪廓患者特定切削塊的后面部分處。
[0007]可選地，小輪廓患者特定切削塊是脛骨切削塊，切槽相對于脛骨偏移和居于內側。
[0008]另一個實施例包括從患者特定切削塊的中間部分向后外側延伸的槳狀件(paddle)。該槳狀件具有在前面定向在小輪廓患者特定切削塊上的提升部分，使得槳狀件在前面的近端表面上不接觸脛骨，而在后面的近端表面上接觸脛骨。
[0009]本發(fā)明的進一步特征、方面和優(yōu)點以及本發(fā)明的各個實施例的結構和操作在下文中參考附圖進行詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]包括在說明書中并且形成說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的實施例并且和說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
圖1是具有股骨患者特定切削塊和脛骨患者特定切削塊的膝關節(jié)的視圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的方面的股骨患者特定切削塊的前視圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的方面的股骨患者特定切削塊的近端的后視圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的方面的脛骨患者特定切削塊的前視圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的方面的脛骨患者特定切削塊的遠端的后視圖。

【具體實施方式】
[0011]參看附圖，其中同樣的附圖標記指示同樣的元件，圖1示出具有股骨患者特定切削塊10和脛骨患者特定切削塊14的膝關節(jié)的視圖。股骨患者特定切削塊10附連到股骨12。脛骨患者特定切削塊14附連到脛骨16。患者特定切削塊10和14構造成接合在股骨12和脛骨16上的骨頭和軟骨的部分以在患者特定切削塊內對準切削表面，以便可形成遠端切口(在股骨上)和近端切口(在脛骨上)，而不使用髓內導引件或髓外導引件。
[0012]股骨患者特定切削塊10包括前面的股骨部分20、內側的股骨槳狀件22以及外側的股骨槳狀件24。這些部分分別覆蓋股骨12的前面、內側髁以及外側髁的部分。因為部分20,22和24僅覆蓋股骨12的部分而不是股骨12的端部的整體符合性覆蓋，所以患者特定切削塊10可在內側-外側方向和前面-后面方向上具有更小的輪廓。
[0013]銷孔40和48、導引凸起部42、機械軸線標記44以及股骨切槽46定向在股骨患者特定切削塊10的外表面上。銷孔40和48定向為將切削塊10釘在股骨12上。導引凸起部42定向以便設置銷，用于為植入物準備股骨12所必需的其它盒子切口。
[0014]銷孔40和48定向在患者特定切削塊10的前面上。銷孔40和48可具有凸起部(如參考銷孔40所示)或者可與表面齊平(如銷孔48所示)。凸起部可用于引導銷例如遠離骨頭的邊緣。患者特定切削塊10的小輪廓將允許銷孔沒有凸起部，以允許銷在大范圍的角度方向上延伸。通過延伸凸起部達大于穿過凸起部的開孔的直徑的厚度，凸起部可通過增加穿過患者特定切削塊10的導引件而對銷進行定向，以便當它們受沖擊或鉆入骨頭時銷被引導。
[0015]機械軸線標記44沿股骨12的機械軸線定向。相對于解剖結構定向并且由外科醫(yī)生限定的切槽46引導用于植入件的遠端切口。如將在下文中所描述的，患者的MR和X射線用于將機械軸線標記44對準至患者特定切削塊10。
[0016]除了 MR和X射線信息之外，外科醫(yī)生的優(yōu)先選擇用于將切槽46放置在患者特定切削塊10上。切槽46可相對于機械軸線以內翻或外翻方位進行定向(根據(jù)基于X射線數(shù)據(jù)的外科醫(yī)生優(yōu)先選擇)。屈曲間隙可通過調整切槽46相對于患者特定切削塊10的角度而調整。切除切口的深度也可由切槽46的布置確定并且從髁上的遠端點確定。
[0017]根據(jù)MR數(shù)據(jù)、X射線數(shù)據(jù)和外科醫(yī)生優(yōu)先選擇，導引凸起部42也放置在患者特定切削塊10上。導引凸起部42可通過彼此相對地調整后面的凸起部42而設置植入件的旋轉。凸起部42的相對布置允許將銷放置為以便銷在股骨的遠端切口上方導引另外的切削導引件，以便形成前面切口和后面切口以及植入件的骨頭分界表面所需的任何斜切口。內部的/外部的旋轉通過移動一個后面凸起部相對于另一個后面凸起部的深度而引導。植入件的A-P布置通過在A-P方向上一起移動兩個后面凸起部42而調整。
[0018]脛骨患者特定切削塊14包括前面的股骨部分300、內側的股骨槳狀件32以及外側的股骨槳狀件34。這些部分分別覆蓋脛骨16的前面、內側的高臺(plateau)以及外側的高臺的部分。因為部分20、22和24僅覆蓋脛骨16的部分而不是脛骨16的端部的整體符合性覆蓋，所以患者特定切削塊14可在內側-外側方向和前面-后面方向上具有更小的輪廓。
[0019]銷孔50和52、M-L標記54以及切槽56定向在脛骨患者特定切削塊14的外表面上。銷孔50和52可將患者特定切削塊14固定到骨頭上并且此外如果必要的話，可在脛骨的準備中使銷彼此相對對準用于進一步定向。
[0020]脛骨切槽56相對于脛骨16的前表面居于內側(即脛骨切槽56定向在患者特定切削塊14的前側的內側一半上)。外側的槳狀件34可圍繞脛骨隆起的前部延伸，該脛骨隆起向后-外側地朝向外側的高臺延伸。這些特征可允許在MIS程序中使用導引件，其中通過從脛骨的前面的內側一半切削脛骨同時使到脛骨的內側通路最小化，其將涉及附加的軟組織問題，外側的間隔被最小化。因此，居于內側并且旋轉的切槽56定向為用于間隔和可接近，甚至用于MIS通路。
[0021]現(xiàn)在轉向圖2和圖3，圖2是根據(jù)本發(fā)明的方面的股骨患者特定切削塊的前視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的方面的股骨患者特定切削塊的近端的后視圖。除了上述特征之外，患者特定切削塊10還可包括上髁標記68。上髁標記68可用作用于孔的旋轉和孔的A-P布置的視覺的“感覺良好”，類似于上述的機械軸線標記的目的。
[0022]在圖3中，示出骨頭分界表面80、82、84和86。前面的骨頭分界部分覆蓋軟骨和骨頭的前表面的部分。內側的骨頭分界部分82、外側的骨頭分界部分84以及內髁的骨頭分界部分86分別覆蓋髁的內側的、外側的和內髁的凹口部分。骨頭分界部分80、82和84對準至股骨的前面和遠端面，同時內髁的骨頭分界部分86內側-外側地定向切削塊。通過使用表面的相對小的部分，患者特定切削塊10的輪廓可減小。此外，配合可能更好，因為更小的部分可導致在骨頭表面上的更少的骨鑿(其可造成患者特定切削塊到骨頭的不良配合)。槳狀件22和24也可在后面較薄。這進一步使患者特定切削塊的輪廓最小化。
[0023]切槽46可穿過患者特定切削塊的骨頭分界部分形成或可從表面凹進。當切削工具前進穿過切槽46時，切槽的厚度幫助引導切削工具的定向。如前面所討論的，切槽46到患者特定切削塊10 (并且具體到骨頭分界部分)的相對角度對屈曲間隙進行定向，同時切槽46相對于患者特定切削塊10的移動設置切除深度。
[0024]現(xiàn)在轉向圖4和圖5，圖4是根據(jù)本發(fā)明的方面的脛骨患者特定切削塊的前視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的方面的脛骨患者特定切削塊的遠端的后視圖。除了上述特征之外，脛骨患者特定切削塊還可包括后面的斜切96和平坦的近端表面100。后面的斜切96允許脛骨患者特定切削塊在后面定位，而不過于必要地分散膝部周圍的軟組織。類似于其它特征，這個特征幫助植入件的總輪廓。
[0025]平坦的近端表面100可匹配從股骨患者特定切削塊的遠端的股骨切除平面。當脛骨患者特定切削塊緊固到脛骨時，這個特征可允許外科手術進行時發(fā)生的屈曲/延伸測試。
[0026]在圖5中示出骨頭分界表面90、92和94。前面的骨頭分界部分90覆蓋軟骨和骨頭的前面表面的部分。內側的骨頭分界部分92和外側的骨頭分界部分84分別覆蓋脛骨的內側部分和外側部分。骨頭分界部分92和94對準至脛骨高臺的近端面(因此，近端地定向患者特定切削塊)，同時前面的骨頭分界部分90內側-外側地以及在AP方向上對切削塊進行定向。通過使用表面的相對小的部分，患者特定切削塊10的輪廓可減小。此外，配合可能更好，因為更小的部分可導致在骨頭表面上的更少的骨鑿(其可造成患者特定切削塊到骨頭的不良配合)。槳狀件32和34也可在后面較薄并且可在前面從脛骨高臺表面提升以避免不良布置。這進一步使患者特定切削塊的輪廓最小化。
[0027]切槽56可穿過患者特定切削塊的骨頭分界部分形成或可從表面凹進。如果切槽56從表面凹進，則切削塊在骨頭上的碰撞可被最小化，再次增加患者特定切削塊到骨頭的配合。當切削工具前進穿過切槽56時，切槽的厚度幫助引導切削工具的定向。如前面所討論的，切槽56到患者特定切削塊10 (并且具體到骨頭分界部分)的相對角度對屈曲間隙進行定向，同時切槽46相對于患者特定切削塊10的移動設置切除深度。
[0028]MR數(shù)據(jù)和X射線數(shù)據(jù)可由公知的裝置取得。作為示例，可使用以下的協(xié)議(protocol)。不同的MR協(xié)議可在不同的患者上執(zhí)行。為了使掃描時間最小化，快速自旋回波成像技術可用于任何協(xié)議，從而基本上產(chǎn)生質子密度(PD)加權圖像。一個協(xié)議可使用與脂肪飽和技術結合的具有低重復時間(TR)和低回波時間(TE)以及30度翻轉角的擾相梯度回波技術。第二協(xié)議和第三協(xié)議可使用與脂肪飽和技術結合的高TR和低TE。在第二協(xié)議和第三協(xié)議之間的唯一區(qū)別是第二協(xié)議具有比第三協(xié)議更低的TE，而第三協(xié)議又提供更多的Tl和更少的H)性能。增加的Tl放松時間可幫助在MR圖像中在不同組織內的圖像對比。
[0029]股骨和脛骨的骨頭模型可從MR圖像提取并且可識別適當?shù)慕馄蕝⒖冀鐦恕Ｍ暾耐炔縓射線可用于確定機械軸線對準。然后股骨切削塊和脛骨切削塊可通過計算機輔助設計(CAD)建模進行設計，使得它們符合用于正確就位的在一側上的骨頭模型并且在對于患者特定的適當切除深度和角度處具有切槽。切削塊可使用EOSint P系統(tǒng)由醫(yī)用級Nylon12制成。因為這些切削塊的表面幾何形狀基于患者的MR數(shù)據(jù)集，所以應使用干凈的數(shù)據(jù)(在骨頭和軟骨以及軟組織之間正確地區(qū)分)以確保切削塊的配合和功能性。
[0030]鑒于前面所述，將看見本發(fā)明的許多優(yōu)點被完成和獲得。
[0031]選擇和描述實施例以便最佳地解釋本發(fā)明的原理和它的實際應用，從而使本領域技術人員能夠在各個實施例中以及與適合于預期的特殊用途的各個改變一起最佳地利用本發(fā)明。
[0032]可在本文描述和示出的結構和方法中做出各個改變而不偏離本發(fā)明的范圍，意圖所有包含在前面的描述中或示出在附圖中的內容將作為示范性的而不是限制性的進行解釋。因此，本發(fā)明的寬度和范圍不應由任何上述的示例性實施例所限制，而是應僅根據(jù)所附的權利要求及其等同物進行限定。
【權利要求】
1.一種用于膝部的小輪廓患者特定切削塊，包括: 多個骨頭分界部分，其構造成覆蓋骨頭的端部的部分，所述骨頭分界部分各具有表面，大致為所述骨頭分界部分覆蓋的所述骨頭的部分的反面，所述骨頭分界部分彼此成角度地偏移，使得所述骨頭分界部分的第一部分覆蓋所述骨頭的前面部分并且所述骨頭分界部分的第二部分覆蓋大致垂直于所述骨頭的前面部分的骨頭的部分；以及 匕切槽，其相對于所述骨頭分界部分定向在固定位置，使得所述切槽以固定角度并且以固定深度從所述骨頭分界部分引導切削工具； 所述小輪廓患者特定切削塊是股骨切削塊，并且進一步包括具有厚度的凸起部和延伸穿過所述凸起部的開孔，所述開孔具有直徑，所述凸起部構造成將銷引導穿過所述凸起部，所述凸起部的厚度大于所述開孔的直徑。
2.根據(jù)權利要求1所述的小輪廓患者特定切削塊，其特征在于，所述骨頭分界部分在所述小輪廓患者特定切削塊的前面部分中大致定向在所述小輪廓患者特定切削塊的中間，并且內側地和外側地定向在所述小輪廓患者特定切削塊的后面部分處。
【文檔編號】A61F2/38GK104382630SQ201410652267
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2009年3月3日 優(yōu)先權日:2008年3月3日
【發(fā)明者】A.塞爾希, D.梅爾, M.E.納扎迪, A.阿尼霍特里 申請人:史密夫和內修有限公司