用于修正接合部關(guān)節(jié)置換植入物的修正系統(tǒng)、工具和方法
【專利摘要】這里公開了用于修復(fù)具有失效的植入物的關(guān)節(jié)接合部的方法、合成物和工具。關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)是可定制的或由個體患者高度可選的或適應(yīng)于個體患者的，并且朝著提供最佳適配和功能的方向發(fā)展。外科工具被設(shè)計為可定制的或由個體患者高度可選的或適應(yīng)于個體患者的，以增加執(zhí)行包括修正外科手術(shù)的全或部分關(guān)節(jié)置換的速度、準(zhǔn)確性和簡單性。
【專利說明】用于修正接合部關(guān)節(jié)置換植入物的修正系統(tǒng)、工具和方法
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求于2011年8月15日提交的題為“Revision Systems, Tools andMethods for Revising Joint Arthroplasty Implants”的美國序列號N0.61/523756 的優(yōu)先權(quán)，該美國申請的內(nèi)容通過引入整體結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及骨科方法、系統(tǒng)和假體裝置，并且更具體地涉及用于關(guān)節(jié)表面重修和用于校正失效的外科表面重修和/或替換植入物的方法、系統(tǒng)和裝置。本發(fā)明還包括被設(shè)計用以在為安裝接合部修正植入物做制備中在接合部中獲得最佳切割平面的外科工具、模具和/或夾具。
【背景技術(shù)】
[0004]接合部關(guān)節(jié)置換術(shù)是高侵入性的并且通常要求對在修復(fù)中所涉及的一個或多個骨的關(guān)節(jié)表面整體或大部分進(jìn)行外科切除。在各種手術(shù)中，骨髓空間能夠被相當(dāng)廣延地鉸孔，以便將假體柄適配在骨內(nèi)。鉸孔引起患者骨量的損耗并且隨著時間推移隨后的骨質(zhì)溶解將頻繁導(dǎo)致假體松動。另外，植入物和骨匹配的區(qū)域會隨著時間推移退變，要求最終替換假體。由于患者骨量是有限的，因此針對接合部關(guān)節(jié)置換術(shù)采取的可能的替換外科手術(shù)的次數(shù)也是有限的。簡言之，在15至20年的過程中，并且在一些情況中甚至更短的時間段內(nèi)，患者能夠耗盡治療選擇，最終引起疼痛、非功能性接合部并且/或者要求對接合部融合或局部融合。
[0005]當(dāng)前的接合部替換和/或表面重修植入物以及與植入這種裝置相關(guān)的外科校正通常具有公認(rèn)的有限持續(xù)時間。即，假設(shè)患者的接合部持續(xù)幸存和/或持續(xù)利用，每次接合部替換和/或修復(fù)手術(shù)將最終要求進(jìn)一步的外科手術(shù)以修復(fù)和/或更換失效或正失效的接合部植入物。
[0006]植入物和/或外科校正的失效能夠是各種原因的結(jié)果。植入物可能以一些方式破裂、松動或散開，或者部件可能簡單地在延長的使用之后磨損和/或停止適當(dāng)?shù)仄鹱饔谩ｎ愃频?，植入物失效可能是由于底層支承件?或錨固結(jié)構(gòu)的失效，底層支承件和/或錨固結(jié)構(gòu)的失效是由于疾病的持續(xù)發(fā)展或者是由于意想不到和/或過度的應(yīng)力。此外，植入物可能在其異位處或在其由于各種因素經(jīng)受意想不到/不能接受的負(fù)載處失效。另一種造成失效的因素可能是在植入部位產(chǎn)生并且/或者感覺到的過度疼痛。其它失效因素能夠包括過度的碎屑產(chǎn)生、疤痕組織侵入接合部空間和/或接合部的不能接受的炎癥/腫脹、在植入物部位處不可控制的感染以及/或者需要移除植入物的壞死、囊腫、惡性腫瘤或其它局部或系統(tǒng)性疾病的發(fā)展。
[0007]不管潛在原因是什么，移除失效的植入物通常需要外科手術(shù)介入以移除或以其它方式修正原“失效的”植入物。這種手術(shù)通常還涉及將隨后或“修正”植入物置入接合部空間中，以校正底層接合部功能和/或以其它方式解決可能在最初植入物移除過程中和/或在修正植入物的隨后制備和布置的過程中出現(xiàn)的額外的硬和軟組織損傷。但是，由于在原植入物外科手術(shù)過程中，通常移除大量而且可能不知數(shù)量的原解剖支承結(jié)構(gòu)以布置原植入物(現(xiàn)在失效或正失效)，由于隨著失效的植入物可能移除另外的原有支承結(jié)構(gòu)，由于在修正外科手術(shù)過程中在移除失效的植入物之前解剖支承結(jié)構(gòu)(原外科手術(shù)后)的進(jìn)一步退變的量通常未知或未確定，并且由于來自失效或正失效的植入物的“人造物”通常扭曲或以其它方式遮蔽利用非侵入式成像方法獲得的解剖或其它特征，所以，仍然非常需要對修正外科手術(shù)的計劃和執(zhí)行的改善。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]當(dāng)前外科修正手術(shù)通常無法在計劃和執(zhí)行植入物修正手術(shù)中利用與患者和丨或植入物高度相關(guān)的信息的許多來源。此外，外科醫(yī)生可獲得的信息(和/或提供給外科醫(yī)生的信息)通常并未出于準(zhǔn)確考慮進(jìn)行適當(dāng)評估和/或與其它可獲得的相關(guān)信息進(jìn)行交叉參照/比較，以確保對患者解剖結(jié)構(gòu)和/或失效的植入物的狀況的準(zhǔn)確反映。無法準(zhǔn)確評估信息的多種來源、無法交叉參照和/或評價這種信息以形成失效的植入物和患者患病狀態(tài)的更全面了解、以及無法向治療外科醫(yī)生提供失效的植入物、患者的解剖結(jié)構(gòu)、患病狀態(tài)和/或有關(guān)可能的外科部位的信息的準(zhǔn)確術(shù)前評價，顯著減小外科醫(yī)生以“侵入性最小”和/或“最有效”的方式校正失效的植入物的機(jī)會。此外，在計劃和植入物設(shè)計階段過程中無法獲得這種信息可能導(dǎo)致設(shè)計或選擇不正確/不合適的植入物和/或需要去除健康骨量的植入物，而該健康骨量在患者的解剖結(jié)構(gòu)被適當(dāng)評估的情況下可以被保留以便將來使用。
[0009]另外，本發(fā)明還包括以下意識:失效或正失效的植入物的一個或多個部件通常能夠作為一個或多個準(zhǔn)確參照點利用，以便于失效或正失效部分或全接合部替換植入物的修復(fù)或替換。在當(dāng)前修正外科手術(shù)中，外科醫(yī)生起初移除失效的植入物部件，并且隨后制備用于修正植入物的解剖支承結(jié)構(gòu)。由于解剖支承結(jié)構(gòu)的大部分可能已被去除和/或修改(在原外科手術(shù)過程中)以適應(yīng)原失效植入物，并且由于在修正外科手術(shù)之前可能已出現(xiàn)附加解剖退變、解剖結(jié)構(gòu)去除和/或重構(gòu)，所以，外科醫(yī)生利用大量的時間和努力和大量的外科工具以相對于任何“未經(jīng)利用的”解剖參照點(即，髓腔參照點等)進(jìn)行期望的解剖對位和/或定位。但是，通過利用來自現(xiàn)存植入物部件的解剖參照點能夠容易地減少或避免附加對位努力中的大部分，現(xiàn)存植入物部件的解剖參照點通常能夠容易地經(jīng)由非侵入性成像方法可視。當(dāng)期望的參照平面和/或參照位置能夠相對于這種植入物參照點被識別和/或確定(諸如通過利用非侵入性成像信息的電子評價系統(tǒng))時，這種參照點能夠尤其用作用于外科手術(shù)的計劃和/或執(zhí)行的解剖參照點。在外科參照工具和/或夾具結(jié)合匹配或以其它方式基本上符合“失效的植入物”的一些部分并且在部件移除(或部件相對于患者接合部的其它位移)之前連接到“失效的植入物”或以其它方式相對于“失效的植入物”定位的表面的情況下，失效的植入物能夠提供用于包括解剖參照標(biāo)記(即，對位銷等)的布置的后續(xù)外科手術(shù)步驟或者用于使形成期望的切割平面/開口的外科切割和/或鉆孔/鉸孔工具對位的高度準(zhǔn)確的參照。此外，由于植入物“失效”通常能夠歸因于一個部件或部件的一部分失效(即，在股骨柄保持完整的同時脛骨柄松動，或者在股骨部件的剩余部分附接到股骨的情況下髁部件破裂),剩余部件或部件部分也通常能夠用作高度準(zhǔn)確的參照位置。
[0010]本發(fā)明描述用于收集和評估患者、植入物和可能的一般人群解剖數(shù)據(jù)的多種來源、交叉參照并評價各種數(shù)據(jù)來源并且向外科醫(yī)生和/或植入物設(shè)計者/制造者提供評價的輸出以用于選擇、設(shè)計、制造替換或“修正”植入物和將替換或“修正”植入物植入選擇的一名或多名患者體內(nèi)的系統(tǒng)、裝置和方法。
[0011]這里討論的系統(tǒng)、裝置和方法的各種實施方式，包括用于收集、評估、利用和呈現(xiàn)患者和/或其它外科數(shù)據(jù)的多種來源的各種系統(tǒng)，可以針對選擇的“目標(biāo)受眾”特定化或個體化，諸如針對外科醫(yī)生用于計劃和執(zhí)行外科植入物修正手術(shù)，針對植入物設(shè)計者用于設(shè)計修正植入物，或者針對希望設(shè)想和/或評價膝替換手術(shù)的結(jié)果的患者。這種輸出可以包括不同數(shù)據(jù)、不同呈現(xiàn)方法、不同評價和/或分析、或基于信息的預(yù)期用途特定化的各種組合。以類似的方式，各種實施方式可以相對于后掃描數(shù)據(jù)比較并評價前掃描影像數(shù)據(jù)，并且形成患者的解剖結(jié)構(gòu)的輸出“圖”或其它報告，突出顯示骨增長或減少的區(qū)域、以及骨質(zhì)的變化(即，松質(zhì)或皮質(zhì)骨質(zhì)量或數(shù)量的增加/減少)以及其它組織類型的變化(即，關(guān)節(jié)軟骨和/或軟組織質(zhì)量和/或劃痕的變化)。這種輸出對在植入物或植入物修正外科手術(shù)之前、過程中或之后診斷和/或治療潛在疾病或其它問題極為有用。
[0012]另外，本發(fā)明描述將現(xiàn)存“失效的植入物”的一個或多個部分單獨(dú)或與其它自然或人造“解剖特征”相結(jié)合用作一個或多個解剖參照點，以輔助外科切割器械的計劃、外科制備和/或?qū)ξ徊⑶?或者有利于修正植入物的布置。
[0013]當(dāng)前發(fā)明還設(shè)想各種術(shù)前解剖和“失效的植入物”數(shù)據(jù)在期望的修正植入物的設(shè)計和植入中的使用。例如，在植入物已破裂或以一些方式(像例如由于在長時間段內(nèi)反復(fù)加載和磨損)另外失效的情況中，可以利用術(shù)前數(shù)據(jù)以及其它數(shù)據(jù)來確定植入物的失效模式，并且能夠定制植入物設(shè)計方法以按期望方式減輕或考慮這種在修正植入物植入之后可能的失效。在這種失效是由于長期反復(fù)磨損的情況下，可以選擇修正植入物及相關(guān)外科手術(shù)來修改“校正”接合部中的這種負(fù)載，或者可以諸如通過使植入物尺寸變厚和/或利用更硬或更耐用材料修改植入物/手術(shù)以增強(qiáng)植入物承受這種負(fù)載和/或磨損的能力。在患者植入物由于過度應(yīng)力失效的情況下，諸如在患者參與特定高沖擊強(qiáng)度運(yùn)動等的情況中，可以利用類似的設(shè)計變化。這種“改善的植入物”可能要求附加或不同的解剖支承(即，更大的接合部空間以容納更厚的植入物，可能要求在多個區(qū)域中的一些附加骨切除)，這會改變預(yù)期的外科手術(shù)，但可能得到一種植入物，其與沒有被定制為適應(yīng)具體負(fù)載狀況的植入物相比，具有明顯更好的長期效果和/或?qū)嶋H性能。各種實施方式設(shè)想這種附加建模數(shù)據(jù)在植入物設(shè)計以及外科工具和夾具的設(shè)計中的使用，以利于這種植入物的植入。
[0014]這里討論的系統(tǒng)、裝置和方法的各種實施方式還能夠按期望方式利用術(shù)前數(shù)據(jù)以評估并可能地適應(yīng)不尋常和/或意想不到的解剖情況，諸如與關(guān)節(jié)表面的理想對位和得到的接合部完整性。對位不佳和接合部完整性不佳能夠例如導(dǎo)致接合部不穩(wěn)定。在膝接合部中，不穩(wěn)定典型地表現(xiàn)為接合部的橫向不穩(wěn)定。橫向不穩(wěn)定本身可以以各種方式表現(xiàn)，包括疼痛、植入物松動和/或過度磨損和/或植入物失效。
[0015]還需要能夠在制備例如用于替換失效的人造接合部植入物的修正系統(tǒng)的外科植入中增加定位修正植 入物的準(zhǔn)確性以及增加在接合部中的骨上制造切口的準(zhǔn)確性的工具。本發(fā)明提供用非柔韌、非液體(例如，硬)的植入物材料替換患者接合部(例如，軟骨和/或骨)的一部分(例如，患病區(qū)域和/或比患病區(qū)域稍大的區(qū)域)的新穎裝置和方法，其中，植入物實現(xiàn)與患者接合部的周圍結(jié)構(gòu)和組織的近乎解剖適配。在裝置和/或方法包括與底層關(guān)節(jié)骨相關(guān)聯(lián)的元件的情況中，本發(fā)明還提供與骨相關(guān)聯(lián)的元件實現(xiàn)與軟骨下骨的近乎解剖對位。本發(fā)明還提供通過一個或多個骨切口 /切除，例如單個切口、數(shù)個較小的切口、一個或多個倒角切口，來制備植入部位。本發(fā)明還提供通過其它修改，諸如對關(guān)節(jié)表面或底層骨去毛刺或鉸孔，來制備植入部位。
[0016]在各個方面，本發(fā)明包括一種用于提供接合部或關(guān)節(jié)替換材料的方法，該方法包括生產(chǎn)具有選擇的尺寸(例如，大小、厚度和/或曲度)的關(guān)節(jié)替換材料的步驟。
[0017]在另一方面，本發(fā)明包括一種制造接合部替換植入物的方法，該方法包括以下步^:(3)測量預(yù)期植入部位的尺寸(例如，厚度、曲度和/或大小)或圍繞預(yù)期植入部位的區(qū)域的尺寸40(13)提供符合在步驟匕)中獲得的測量值的替換材料。在一些方面，步驟匕)包括測量圍繞預(yù)期植入部位的軟骨的厚度和測量圍繞預(yù)期植入部位的軟骨的曲度。在其它實施方式中，步驟匕)包括測量預(yù)期植入部位的大小和測量圍繞預(yù)期植入部位的軟骨的曲度。在其它實施方式中，步驟匕)包括測量圍繞預(yù)期植入部位的軟骨的厚度、測量預(yù)期植入部位的大小和測量圍繞預(yù)期植入部位的軟骨的曲度。在其它實施方式中，步驟匕)包括重構(gòu)在預(yù)期植入部位處的健康軟骨表面的形狀。各種實施方式包括在修正植入物和其它替換材料的計劃和設(shè)計中類似的測量以及“失效的植入物”部件和周圍的解剖結(jié)構(gòu)的建模。
[0018]在這里描述的任意方法中，關(guān)節(jié)替換材料(例如，植入物)的一個或多個部件能夠是非柔韌、非液體、固體或硬的。替換材料的尺寸能夠根據(jù)手術(shù)中的測量值來選擇。測量也能夠通過利用成像技術(shù)進(jìn)行，諸如超聲、XI掃描、用X光染料和熒光成像獲得的X射線成像。機(jī)械探頭(具有或不具有成像能力)也能夠用于選擇尺寸，例如，超聲探頭、激光器、光學(xué)探頭和可變形材料或裝置。
[0019]在這里描述的任意方法中，修正植入物能夠針對個體患者被設(shè)計和制造，或者被選擇(例如，從修復(fù)系統(tǒng)的先存庫),從細(xì)胞生長和/或從各種材料硬化。此外，在這里描述的任意方法中，植入物、例如針對患者選擇的預(yù)制或先存植入物還能夠被成形(例如，手動地、自動地或通過機(jī)器),例如使用機(jī)械磨削、激光燒蝕、射頻燒蝕、冷凍消融和/或酶消化，以及包括激光燒結(jié)、焊接、粘合等的材料添加劑技術(shù)。在這里描述的任意方法中，各種材料能夠包括合成材料(例如，金屬、液態(tài)金屬、聚合物、合金或其組合)或者諸如干細(xì)胞、胚胎細(xì)胞或軟骨細(xì)胞等生物材料。
[0020]在又一方面，本發(fā)明提供一種確定關(guān)節(jié)表面的曲度的方法，該方法包括使用機(jī)械探頭在術(shù)中測量關(guān)節(jié)表面的曲度的步驟。關(guān)節(jié)表面能夠包括軟骨和/或軟骨下骨。在另一方面，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)關(guān)節(jié)替換材料的方法，包括提供符合通過這里描述的任意方法獲得的測量值的關(guān)節(jié)替換材料的步驟。
[0021]在又一方面，關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)包括匕)軟骨替換材料，其中，所述軟骨替換材料具有類似于周圍、鄰近、底層或相對的軟骨的曲度；和6)至少一種非生物材料，其中，所述關(guān)節(jié)表面修復(fù)系統(tǒng)包括關(guān)節(jié)表面的等于、小于或大于提供的負(fù)重表面的一部分。在一些實施方式中，軟骨替換材料是非柔韌的(例如，硬羥磷灰石等在一些實施方式中，系統(tǒng)展示類似于關(guān)節(jié)軟骨的生物力學(xué)(例如，彈性、對軸向載荷或剪切力的阻力)和/或生物化學(xué)性能。第一和/或第二部件能夠是生物吸收性的，并且另外，第一或第二部件能夠適合于接收注射。
[0022]這里描述 的任意修復(fù)系統(tǒng)或假體(例如，外部表面)能夠包括聚合材料，例如附接到所述金屬或金屬合金。任意修復(fù)系統(tǒng)能夠完全由聚合物組成。另外，這里描述的任意系統(tǒng)或假體能夠適合于接收注射，例如通過所述軟骨替換材料的外部表面中的開口(例如，外部表面中的開口終止于骨表面上的多個開口)。骨接合劑、聚合物、液態(tài)金屬、治療物和/或其它生物活性物質(zhì)能夠通過開口注射。在一些實施方式中，骨接合劑在壓力下被注射，以便實現(xiàn)骨髓空間部分滲透有骨接合劑，諸如通過例如有孔口的桿或空心螺釘。另外，這里描述的任意修復(fù)系統(tǒng)或假體能夠被錨固在骨髓中或軟骨下骨本身中。一個或多個錨固延伸件(例如，釘、銷等)能夠延伸經(jīng)過骨和/或骨髓。任何錨固延伸件，例如釘或銷，能夠是多孔或多孔涂層的，例如以有利于骨長入。
[0023]在另一方面，一種設(shè)計關(guān)節(jié)植入物的方法包括獲得接合部、相關(guān)聯(lián)的植入物和/或其組合的多個影像的步驟。在各種實施方式中，影像能夠在患者的治療歷史過程中來自多個角度和/或在不同時間。影像能夠被相對于彼此以及相對于非患者數(shù)據(jù)庫信息(諸如，例如來自一般或特定群體的規(guī)范化的個人數(shù)據(jù)庫)交叉參照和評價，并且能夠提供患者的解剖特征和/或估計的解剖特征的產(chǎn)生的輸出。該輸出隨后可以用以設(shè)計適當(dāng)?shù)耐饪乒ぞ?、夾具和植入物，以用于失效的植入物的外科修復(fù)。影像能夠包括例如術(shù)中影像，包括利用例如機(jī)械、光學(xué)、超聲和已知裝置的現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何技術(shù)的表面檢測方法，諸如MR1、CT、超聲、數(shù)字化體層融合和/或光學(xué)相干斷層成像影像。[0024]在又一方面，這里描述用于評價關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)在接合部內(nèi)的適配的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個或多個計算裝置，其能夠?qū)⒔雍喜康娜S(例如，至少一個關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)的三維表達(dá))或二維橫截面影像(例如，在多個平面中重構(gòu)的橫截面影像)和關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)的影像疊加，以確定關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)(包括修正系統(tǒng))的適配。計算裝置能夠是:能夠?qū)⒔雍喜亢完P(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)的影像合并到公共坐標(biāo)系內(nèi)；能夠選擇或設(shè)計具有最佳適配的關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)；能夠使影像相對于彼此轉(zhuǎn)動或運(yùn)動；和/或能夠突出顯示關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)和周圍的關(guān)節(jié)表面間對位不佳的區(qū)域。利用參數(shù)化表面表現(xiàn)能夠產(chǎn)生三維表達(dá)。系統(tǒng)可以響應(yīng)于使用者介入或其任意組合自動地執(zhí)行多個步驟。
[0025]在又一方面，描述用于制備接合部以接收植入物的外科工具，例如，一種工具包括至少部分地符合“失效的植入物”或植入物部件的接合部(例如，膝接合部的股骨髁和/或脛骨平臺)的關(guān)節(jié)表面、非接合部解剖結(jié)構(gòu)(例如，股骨頸特征)、相對的接合部表面和/或相關(guān)的關(guān)節(jié)或非關(guān)節(jié)表面的形狀的一個或多個表面或構(gòu)件。例如，如這里描述的外科工具的表面或表面的至少一部分具有基本上是接合部的表面的一部分的負(fù)像的形狀，該接合部的表面的一部分能夠是關(guān)節(jié)表面的一部分、非關(guān)節(jié)或非接合部表面的一部分等。
[0026]在一些實施方式中，工具包括璐彩特(Lucite)硅橡膠和/或其它聚合物或適當(dāng)?shù)牟牧?。工具能夠是可重?fù)使用的或一次性的。工具可以由一種或多種可生物降解材料制成，這樣，例如一次性工具能夠很容易被處理，而不帶來任何明顯、附加的醫(yī)療廢物。工具能夠由單個部件或多個部件組成。在一些實施方式中，工具包括可調(diào)節(jié)、密置的銷陣列。在這里描述的任意實施方式中，外科工具能夠被設(shè)計成在其中還包括孔口或引導(dǎo)部，例如，一個或多個孔口或引導(dǎo)部的尺寸(例如，直徑、深度等)小于或等于植入物和/或一個或多個孔口或引導(dǎo)部的一個或多個尺寸。這種孔口或引導(dǎo)部能夠指引和/或控制例如外科鋸、鉆、鉸刀或拉刀等一個或多個外科器械的運(yùn)動。這種孔口或引導(dǎo)部能夠適合于接收一種或多種注射劑。這里描述的任意工具還能夠包括一種或多種可固化(硬化)材料或合成物，例如，其通過工具中的一個或多個孔口注射并且固化以形成關(guān)節(jié)表面的效果。[0027]在又一方面，這里描述一種評價關(guān)節(jié)或接合部修復(fù)系統(tǒng)在接合部內(nèi)的適配的方法，該方法包括:獲得接合部的一個或多個三維影像(例如，至少一個關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)的三維表達(dá))或二維橫截面影像(例如，在多個平面中重構(gòu)的橫截面影像),其中，接合部包括至少一個缺陷或患病區(qū)域并且可選地包括失效或正失效的植入物或其部件；獲得被設(shè)計成修復(fù)缺陷或患病區(qū)域的一個或多個關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)的一個或多個影像；以及評價影像以確定最佳適配缺陷的關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)(例如，通過疊加影像以確定關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)在接合部內(nèi)的適配在一些實施方式中，接合部和關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)的影像被合并到公共坐標(biāo)系中。能夠利用參數(shù)化表面表達(dá)產(chǎn)生三維表達(dá)。在任意這些方法中，能夠通過人工視覺檢查和/或通過計算機(jī)(例如，自動化)執(zhí)行評價。能夠例如利用型臂系統(tǒng)和/或射線照相對照來獲得影像。
[0028]根據(jù)另一實施方式，外科工具包括模板。模板具有用于接合與接合部和/或“失效的植入物”或其部件的表面相關(guān)聯(lián)的表面的至少一個接觸表面。至少一個接觸表面基本上與底層表面相符。例如，至少一個接觸表面的至少一部分包括基本上是底層表面的至少一部分的負(fù)像的形狀。至少一個接觸表面可選地基本上是透明或半透明的。模板還包括用于指引例如鋸、鉆、鉸刀或拉刀的外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)孔口。
[0029]根據(jù)有關(guān)實施方式，表面可以是關(guān)節(jié)表面、非關(guān)節(jié)表面、軟骨表面、負(fù)重表面、非載重表面、骨表面和丨或現(xiàn)存植入物、植入物部件和/或“失效的植入物”的表面。接合部具有接合部空間，表面或者在接合部空間內(nèi)或者在接合部空間外部。模板可以包括模具。模板可以包括至少兩個零件，該至少兩個零件包括第一零件和第二零件，第一零件包括至少一個接觸表面中的一個或多個，第二零件包括至少一個引導(dǎo)孔口或引導(dǎo)表面中的一個或多個。至少一個接觸表面可以包括多個離散的接觸表面。
[0030]在另外的實施方式中，模板可以包括參照元件，諸如銷或瞄準(zhǔn)裝置，用于相對于肢體的機(jī)械軸線和解剖軸線中的至少一個建立參照平面。在其它實施方式中，參照元件可以用于建立軸線，以輔助校正軸線變形。
[0031]根據(jù)另一實施方式，提供一種接合部關(guān)節(jié)置換的方法。該方法包括獲得接合部和/或接合部植入物的影像，其中，影像包括與接合部和丨或接合部植入物相關(guān)聯(lián)的表面。生成具有與表面相符的至少一個接觸表面的模板。模板包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)孔口或引導(dǎo)表面或元件。模板被定位成使得接觸表面以預(yù)定取向鄰接表面。
[0032]在本發(fā)明的有關(guān)實施方式中，接合部表面是關(guān)節(jié)表面、非關(guān)節(jié)表面、軟骨表面、負(fù)重表面、非載重表面、骨表面和/或現(xiàn)存植入物、植入物部件和/或“失效的植入物”的表面中的至少一個。接合部具有接合部空間，其中，表面可以在接合部空間內(nèi)或者在接合部空間外部。至少一個接觸表面可以包括多個離散的接觸表面。形成模板可以包括快速成型、研磨和丨或形成模具，模板此外可以是可滅菌的和丨或生物相容性的?？焖俪尚涂梢园ㄤ伾线B續(xù)的塑料層。模板可以是多零件模板。多零件模板可以包括第一零件和第二零件，第一零件包括至少一個接觸表面的一個或多個，第二零件包括至少一個引導(dǎo)孔口或引導(dǎo)表面或元件的一個或多個。獲得影像可以包括確定在軟骨下面的骨的尺寸，并且將預(yù)定厚度增加到骨尺寸，預(yù)定厚度表示軟骨厚度。增加預(yù)定厚度可以根據(jù)解剖參照數(shù)據(jù)庫、年齡、性別和種族匹配中的至少一個。獲得成像可以包括執(zhí)行光學(xué)成像技術(shù)、超聲X1、螺旋和/或謝I。[0033]在另外的有關(guān)實施方式中，該方法還可以包括將接觸表面錨固到軟骨。錨固可以包括使用克式針和粘合劑中的至少一種。錨固可以包括使鉆頭鉆過軟骨，并且將鉆頭留在原位。錨固可以包括使模板形成到正常接合部表面、關(guān)節(jié)炎接合部表面或正常和關(guān)節(jié)炎接合部表面之間的界面或其組合。
[0034]在另外的有關(guān)實施方式中，模板可以包括參照元件。該方法可以包括經(jīng)由參照元件建立相對于肢體的機(jī)械軸線和解剖軸線中的至少一個的參照平面。機(jī)械軸線可以從髖中心延伸到踝中心。替代地，軸線可以經(jīng)由參照元件建立，該參照元件用以在校正軸線變形中使外科工具對位。
[0035]在另外的有關(guān)實施方式中，該方法還包括執(zhí)行肌肉保護(hù)技術(shù)和骨保護(hù)技術(shù)中的至少一種。用于插入模板的切口可以等于或小于15cm、13cm、10cm、8cm和6cm中的一個。模板的至少一部分可以被滅菌。滅菌可以包括加熱滅菌和/或利用氣體滅菌。被滅菌的部分可以包括模具。
[0036]根據(jù)另一實施方式，提出一種接合部關(guān)節(jié)置換的方法。該方法包括獲得與接合部相關(guān)聯(lián)的影像。生成具有符合與接合部或“失效的植入物”和/或其部件相關(guān)聯(lián)的表面的至少一個接觸表面的模板，模板包括用于指引外科器械的運(yùn)動的參照元件和至少一個引導(dǎo)孔口或引導(dǎo)表面或元件。模板以在接合部上的取向?qū)ξ唬沟脜⒄赵⑾鄬τ谥w的機(jī)械軸線的參照平面。模板被錨固到接合部/植入物，使得接觸表面在所述取向鄰接接合部。機(jī)械軸線可以例如從髖中心延伸到踝中心。外科工具可以利用參照元件對位，以校正軸線變形。
[0037]根據(jù)又一實施方式，外科工具包括模板。模板包括具有用于接合接合部和/或“失效的植入物”表面的至少一個接觸表面的模具。至少一個接觸表面基本上與底層表面相符。模具由生物相容性材料制成。此外，模具能夠加熱滅菌而不變形。模板包括用于指引外科器械和/或參照標(biāo)記(即，對位銷等)的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)孔口或引導(dǎo)表面或引導(dǎo)元件。根據(jù)有關(guān)實施方式，模具能夠被加熱滅菌而不變形。接觸表面可以由聚苯砜制成。
[0038]根據(jù)有關(guān)實施方式，該方法還可以包括使用第二模板來指引在脛骨上的外科切害I]。錨固第二模板可以在錨固第一模板之后或之前進(jìn)行。第一模板和第二模板中的至少一個可以包括模具。第一接觸表面可以基本上與股骨接合部表面相符。第二接觸表面可以基本上與脛骨接合部表面相符。
[0039]根據(jù)另一實施方式，一種執(zhí)行接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括獲得與第一接合部相關(guān)聯(lián)的第一影像，獲得第二接合部的第二影像，以及可選地獲得第三接合部的第三影像。與第一接合部和第二接合部以及可選的第三接合部相關(guān)聯(lián)的機(jī)械軸線被確定。提供一種模板，用于使外科醫(yī)生能夠校正與第一、第二和/或第三接合部中的至少一個相關(guān)聯(lián)的解剖異
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[0040]在另一實施方式中，可以利用計算機(jī)工作站模擬步態(tài)、加載和其它身體活動以及接合部的靜態(tài) 位置。模板和例如切割、鉆、銼等生成的外科手術(shù)能夠使用該信息優(yōu)化，以實現(xiàn)最佳功能結(jié)果。例如，模板和生成的植入物位置可以被優(yōu)化用于不同程度的屈伸、內(nèi)或外旋轉(zhuǎn)、外展或內(nèi)收。因此，模板可以用以獲得在一個、兩個或更多個方向上被優(yōu)化的運(yùn)動。
[0041]根據(jù)有關(guān)實施方式，模板可以包括用于接合與第一接合部、第二接合部和/或第三接合部相關(guān)聯(lián)的表面的至少一個接觸表面，至少一個接觸表面基本上與表面相符。模板可以包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)孔口或引導(dǎo)表面或引導(dǎo)元件。
[0042]在另外的有關(guān)實施方式中，獲得第一影像可以包括對超過第一接合部至少5(31至少10(3111、至少15(3111、至少20(3111、至少25(3111、至少30。111和至少35。111中的一個進(jìn)行成像。獲得第一影像和/或第二影像和/或第三影像可以包括執(zhí)行或1虹。執(zhí)行可以包括獲得多次掃描?？蛇x地，兩種或更多種成像模態(tài)能夠被使用，并且從成像模態(tài)獲得的信息能夠被結(jié)合。
[0043]根據(jù)另一實施方式，一種執(zhí)行接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括獲得和/或推導(dǎo)(利用這里描述的各種方法)與第一接合部相關(guān)聯(lián)的表面的計算機(jī)影像。在計算機(jī)影像中看到的與表面有關(guān)的至少一種變形被去除，以便形成改善的解剖或功能結(jié)果。至少一種變形被從表面去除，以形成修改的表面。模板被至少部分地基于變形的去除提供。模板包括用于接合修改的表面的至少一個接觸表面，至少一個接觸表面基本上與修改的表面相符。[0044]根據(jù)另一實施方式，一種執(zhí)行接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括獲得與第一接合部相關(guān)聯(lián)的表面的計算機(jī)影像。在計算機(jī)影像中看到的至少一種變形被去除和/或評價，諸如生物力學(xué)或解剖軸線變形，以便形成改善的解剖或功能結(jié)果。在外科計劃中通過修改包括引導(dǎo)孔口、引導(dǎo)表面或引導(dǎo)元件的形狀和/或位置的模板的形狀或位置來去除至少一種變形。模板被至少部分地基于變形的去除提供。模板包括用于接合接合部表面的至少一個接觸表面。引導(dǎo)孔口、引導(dǎo)表面或引導(dǎo)元件的形狀和/或位置被選擇或設(shè)計成實現(xiàn)對變形的校正。
[0045]根據(jù)有關(guān)實施方式，模板可以被用在外科手術(shù)中。模板可以包括至少一個引導(dǎo)孔口、引導(dǎo)表面或引導(dǎo)元件，該方法還包括使用至少一個引導(dǎo)孔口、引導(dǎo)表面或引導(dǎo)元件來指引外科器械的運(yùn)動。至少一種變形可以包括骨贅、軟骨下囊腫和/或關(guān)節(jié)炎變形。
[0046]根據(jù)另一實施方式，一種執(zhí)行接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括獲得與第一接合部相關(guān)聯(lián)的表面的影像，該影像包括至少一種變形。模板被至少部分地基于該影像提供，模板具有用于接合無變形的表面的部分的至少一個接觸表面。至少一個接觸表面基本上與表面的這些部分相符。模板被用在外科手術(shù)中。
[0047]根據(jù)有關(guān)實施方式，模板可以包括至少一個引導(dǎo)孔口、引導(dǎo)表面或引導(dǎo)元件，該方法還包括使用至少一個引導(dǎo)孔口、引導(dǎo)表面或引導(dǎo)元件以指引外科器械的運(yùn)動。至少一種變形可以包括骨贅、軟骨下囊腫和/或關(guān)節(jié)炎變形。
[0048]根據(jù)另一實施方式，一種執(zhí)行接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括獲得與接合部和丨或“失效的植入物”相關(guān)聯(lián)的表面的影像，該影像包括至少軟骨下骨。模板被至少部分地基于該影像提供。模板包括基本上與軟骨下骨和/或“失效的植入物”的表面相符的至少一個接觸表面。在至少一個接觸表面將接觸軟骨下骨的區(qū)域中，從骨表面去除剩余軟骨。模板被定位成使得至少一個接觸表面在預(yù)定取向上鄰接軟骨下骨和丨或“失效的植入物”表面。
[0049]根據(jù)另一實施方式，一種執(zhí)行接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括提供模板。模板被固定到與接合部相關(guān)聯(lián)的骨和/或“失效的植入物”表面，而不對接合部執(zhí)行任何切割。模板可以被用在外科手術(shù)中。
[0050]根據(jù)有關(guān)實施方式，固定可以包括鉆入骨中并且將鉆頭留在骨內(nèi)?？梢缘玫脚c接合部相關(guān)聯(lián)的表面的影像，模板具有與表面相符的至少一個接觸表面。
[0051]還提供一種將植入物置入接合部內(nèi)的方法。該方法包括利用型臂系統(tǒng)對接合部成像、通過C型臂系統(tǒng)獲得橫截面影像、以及利用該影像將植入物置入接合部內(nèi)的步驟。
[0052]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的系統(tǒng)包括第一模板。第一模板包括用于接合接合部的第一表面的至少一個表面，該表面包括基本上符合、匹配或具有基本上是第一表面的一個或多個部分或全部的負(fù)像的形狀的一部分。第一模板還包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。聯(lián)結(jié)件相對于所述引導(dǎo)部并相對于解剖軸線和機(jī)械軸線中的一個交叉參照至少一個外科工具。
[0053]根據(jù)有關(guān)實施方式，外科工具可以是第二模板，第二模板包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。第二模板可以包括表面，該表面包括基本上符合第二接合部表面的至少一部分的一部分。第二接合部表面可以與第一接合部表面相對。第二模板的至少一個引導(dǎo)部可以在切割、研磨和鉆孔中的至少一種中指引外科器械相對于所述第一模板在預(yù)定位置中取向并且使形狀、大小或取向適合于植入物形狀。第一模板的至少一個引導(dǎo)部的形狀和/或位置可以至少部分地基于與所述接合部有關(guān)的一個或多個軸線。聯(lián)結(jié)件可以是附接機(jī)構(gòu)，其可以致使第一模板直接接觸至少一個外科工具，或者替代地，使第一模板和至少一個外科工具附接，使得第一模板和至少一個外科工具彼此不直接接觸。聯(lián)結(jié)件可以允許相對于解剖軸線和機(jī)械軸線中的一個旋轉(zhuǎn)。第一模板可以包括可移除地附接的塊體，該塊體包括第一模板的至少一個引導(dǎo)部。
[0054]根據(jù)另一實施方式，提出一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一模板。第一模板包括用于接合接合部的第一表面的至少一個表面，該表面包括基本上符合第一表面的一個或多個部分或全部的一部分。第一模板還包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。聯(lián)結(jié)件在接合部的與第一表面相對的第二表面上交叉參照至少一個外科工具。
[0055]根據(jù)另一實施方式，提出一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一模板。第一模板包括用于接合接合部和/或“失效的植入物”的第一表面的至少一個第一模板表面，該第一模板表面基本上符合、匹配或具有基本上是第一表面的一個或多個部分或全部的負(fù)像的形狀。第一模板還包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。第二模板包括用于接合接合部的第二表面的至少一個第二模板表面。在一些實施方式中，第二模板包括基本上符合、匹配或具有基本上是第二解剖表面或“失效的植入物”表面的一個或多個部分或全部的負(fù)像的形狀的至少一個表面部分。在一些實施方式中，第二模板包括通過例如卡扣適配或伸縮接合的附接或接合機(jī)構(gòu)接合第一模板的至少一部分的至少一個表面部分。第二模板還包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。在一些實施方式中，聯(lián)結(jié)件交叉參照第一模板和第二模板。
[0056]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的系統(tǒng)包括第一模板。第一模板包括用于接合接合部和/或“失效的植入物”的第一表面的至少一個表面，該表面基本上符合、匹配或具有基本上是第一表面的一個或多個部分或全部的負(fù)像的形狀。第一模板還包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。聯(lián)結(jié)件交叉參照至少一個外科工具，其中，聯(lián)結(jié)件允許相對于與接合部相關(guān)聯(lián)的解剖軸線和機(jī)械軸線中的一個旋轉(zhuǎn)和/或其它運(yùn)動。
[0057]根據(jù)另一實施方式，一種接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括將第一模板的至少一個接觸表面定位在接合部或失效的植入物的第一表面上。第二模板與第一模板交叉參照，以使第二模板在接合部的第二表面上的位置對位，第二模板包括至少一個引導(dǎo)部。利用第二模板的至少一個引導(dǎo)部相對于所述引導(dǎo)部并相對于解剖軸線和機(jī)械軸線中的一個指引外科器械的運(yùn)動。
[0058]根據(jù)有關(guān)實施方式，第一模板的至少一個接觸表面基本上符合、匹配或具有基本上是第一表面和/或失效的植入物表面的至少一部分的負(fù)像的形狀。該方法還可以包括獲得接合部的電子影像數(shù)據(jù)，并且至少部分地基于電子影像數(shù)據(jù)確定第一模板的至少一個接觸表面的形狀。
[0059]根據(jù)其它有關(guān)實施方式，該方法還可以包括在指引外科器械的運(yùn)動之前將第二模板的至少一個接觸表面定位到第二接合部表面。第二模板的至少一個接觸表面可以基本上符合、匹配或具有基本上是第二表面的一個或多個部分或全部的負(fù)像的形狀。該方法還可以包括獲得接合部的電子影像數(shù)據(jù)，并且至少部分地基于電子影像數(shù)據(jù)確定第二模板的至少一個接觸表面的形狀。[0060]根據(jù)另外的有關(guān)實施方式，使第二模板與第一模板交叉參照可以包括將第二模板附接到第一模板。將第二模板附接到第一模板可以包括執(zhí)行術(shù)中調(diào)節(jié)。第二模板經(jīng)由銷附接到第一模板，并且其中執(zhí)行術(shù)中調(diào)節(jié)包括使第二模板圍繞銷旋轉(zhuǎn)。該方法還可以包括在接合部的第二表面上的第二模板的位置上執(zhí)行術(shù)中調(diào)節(jié)，其中，執(zhí)行術(shù)中調(diào)節(jié)包括使用間隔、棘輪和伸縮裝置中的一個。該方法還可以包括在接合部的第二表面上的第二模板的位置上執(zhí)行術(shù)中調(diào)節(jié)，其中，執(zhí)行術(shù)中調(diào)節(jié)包括針對接合部屈曲、接合部伸展、接合部外展和接合部旋轉(zhuǎn)中的至少一種進(jìn)行調(diào)節(jié)。利用第二模板的至少一個引導(dǎo)部指引外科器械的運(yùn)動可以包括制造一個或多個切口或鉆孔，該方法還包括根據(jù)一個或多個切口或鉆孔植入接合部假體。第一模板可以包括至少一個引導(dǎo)部，該方法還包括利用第一模板的至少一個引導(dǎo)部指引外科器械的運(yùn)動。利用第一模板的至少一個引導(dǎo)部指引外科器械的運(yùn)動可以包括制造一個或多個切口或鉆孔，該方法還包括根據(jù)一個或多個切口或鉆孔植入接合部假體。利用第二模板的至少一個引導(dǎo)部指引外科器械的運(yùn)動可以包括制造切口、鉆孔和鉸孔中的至少一個，該方法還包括植入接合部假體。
[0061]在另外的有關(guān)實施方式中，接合部的第一表面可以是股骨表面，并且接合部的第二表面可以是脛骨表面(或者附接到其的植入物部件的表面該方法還可以包括獲得接合部的電子影像數(shù)據(jù)，至少部分地基于電子影像數(shù)據(jù)確定接合部的機(jī)械軸線和解剖軸線中的至少一個，其中，第二模板的引導(dǎo)部的形狀和/或位置至少部分基于機(jī)械軸線和解剖軸線中的至少一個。電子影像數(shù)據(jù)可以術(shù)前、術(shù)后、通過光學(xué)方法、通過1虹、和/或螺旋丁獲得。第一模板可以包括至少部分地基于待附接到接合部或植入物的第一表面的植入物的厚度和接合部的兩個相對表面之間的期望間距中的至少一個的厚度。
[0062]根據(jù)另一實施方式，一種接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括將第一模板的至少一個接觸表面定位在接合部和/或植入物的第一表面上。第二模板與第一模板交叉參照，以使第二模板在接合部的第二表面上的位置對位，第二表面與第一表面相對。第二模板包括至少一個引導(dǎo)部。利用第二模板的至少一個引導(dǎo)部指引外科器械的運(yùn)動。
[0063]根據(jù)另一實施方式，一種接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括將第一模板的至少一個接觸表面定位在接合部的第一表面上，其中，第一模板的至少一個接觸表面包括基本上符合接合部的第一表面的至少一部分的一部分。第二模板與第一模板交叉參照，以使第二模板在接合部的第二表面上的位置對位，第二模板的至少一個接觸表面包括基本上符合接合部的第二表面的至少一部分的一部分。第二模板包括至少一個引導(dǎo)部。利用第二模板的至少一個引導(dǎo)部指引外科器械的運(yùn)動。
[0064]根據(jù)另一實施方式，一種接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括將第一模板的至少一個接觸表面定位在接合部的第一表面上。第二模板與第一模板交叉參照，以使第二模板在接合部的第二表面上的位置對位，第二模板包括至少一個引導(dǎo)部。交叉參照允許第二模板相對于生物力學(xué)軸線和解剖軸線中的一個旋轉(zhuǎn)。利用第二模板的至少一個引導(dǎo)部指引外科器械的運(yùn)動。
[0065]根據(jù)另一實施方式，一種接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括獲得接合部的電子影像數(shù)據(jù)，并且至少部分地基于電子影像數(shù)據(jù)確定接合部的寬度間距。提供一種模板，其包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部，其中，引導(dǎo)部的形狀和位置中的至少一個至少部分地基于接合部的寬度間距。
[0066]根據(jù)有關(guān)實施方式，模板可以包括用于接合接合部的表面的至少一個表面，模板的至少一個表面基本上匹配、符合或具有基本上是接合部的表面的至少一部分或全部的負(fù)像的形狀。獲得電子影像數(shù)據(jù)可以包括CT掃描、MRI掃描、光學(xué)掃描和超聲成像中的至少一種。獲得電子影像數(shù)據(jù)可以包括獲得接合部的內(nèi)側(cè)空間、外側(cè)空間、前側(cè)空間和/或后側(cè)空間的影像數(shù)據(jù)?？梢詫⒔雍喜康耐鈧?cè)空間、前側(cè)空間和后側(cè)空間中的至少兩個進(jìn)行比較。獲得影像數(shù)據(jù)可以在二維或三維中執(zhí)行，并且可以包括在患者的治療方案中從不同的時間段或在不同的時間評估、評價、交叉參照和校正來自多個影像源和/或來自接合部和/或植入物的影像的數(shù)據(jù)。確定接合部的寬度可以包括測量從一個關(guān)節(jié)表面的軟骨下骨板到相對的關(guān)節(jié)表面的軟骨下骨板的距離。替代地，確定接合部的寬度可以包括測量從一個關(guān)節(jié)表面的軟骨下骨板到相對的關(guān)節(jié)表面的軟骨下骨板的距離。獲得接合部的影像數(shù)據(jù)可以在接合部屈曲、接合部伸展和接合部旋轉(zhuǎn)中的至少一種中執(zhí)行。引導(dǎo)部的形狀和位置中的至少一個還可以至少部分地基于接合部的解剖或機(jī)械軸線對位。
[0067]根據(jù)另一實施方式，一種接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括獲得接合部的電子影像數(shù)據(jù)，以及至少部分地基于電子影像數(shù)據(jù)確定與接合部相關(guān)聯(lián)的軟骨損耗?？梢蕴峁┮环N模板，其包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部，以便校正接合部的軸線對位，其中，引導(dǎo)部的形狀和位置中的至少一個至少部分地基于軟骨損耗。以類似的方式，接合部關(guān)節(jié)置換的另一種方法包括獲得接合部和/或“失效的植入物”的電子影像數(shù)據(jù)，并且至少部分地基于電子影像數(shù)據(jù)確定在計劃和/或執(zhí)行“修正”植入手術(shù)之前解剖支承結(jié)構(gòu)的軟骨和/或底層骨支承件中的變化。
[0068]根據(jù)有關(guān)實施方式，該方法還可以包括測量與接合部相關(guān)聯(lián)的至少一個軸線。測量可以包括直立X光、負(fù)重X光、CT定位掃描、MRI局部掃描、CT掃描和/或MRI掃描。獲得影像數(shù)據(jù)可以包括螺旋CT、螺旋CT關(guān)節(jié)照相、MR1、光學(xué)成像、光學(xué)相干斷層成像和/或超聲。模板可以包括用于接合接合部和/或“失效的植入物”的表面的至少一個接觸表面，接觸表面的至少一部分基本上符合或匹配接合部/植入物表面的一個或多個部分或全部。
[0069]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括獲得接合部的電子影像數(shù)據(jù)，并且 至少部分地基于影像數(shù)據(jù)確定多個測量值。可以從與接合部相關(guān)聯(lián)的軸線和與接合部相關(guān)聯(lián)的平面中的至少一個選擇測量值。提供一種模板，其包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部，其中，引導(dǎo)部的形狀和位置中的至少一個至少部分地基于多個測量值。[0070]根據(jù)有關(guān)實施方式，獲得接合部的影像數(shù)據(jù)可以包括X光、直立X光XI掃描、謝I掃描、'定位掃描和/或謝I局部掃描。多個測量值可以包括多個軸線、多個平面、或軸線和平面的組合。模板可以包括用于接合接合部的表面的至少一個接觸表面，至少一個接觸表面基本上符合、匹配或具有基本上是接合部表面的一個或多個部分或全部的負(fù)像的形狀。
[0071〕根據(jù)另一實施方式，外科工具包括具有用于接合接合部或植入物表面的表面的模板，并且模板表面基本上符合、匹配或具有基本上是接合部或植入物表面的一個或多個部分或全部的負(fù)像的形狀。模板還包括用于指引外科器械的運(yùn)動的兩個或更多個引導(dǎo)部，其中，引導(dǎo)部中的至少一個的形狀和/或位置至少部分地基于與所述接合部有關(guān)的至少一個軸線。
[0072]根據(jù)有關(guān)實施方式，模板還包括可移除地附接到表面的塊體，該塊體包括兩個或更多個引導(dǎo)部。兩個或更多個引導(dǎo)部可以包括用于切割、研磨和鉆孔的至少一個引導(dǎo)部。第二外科工具可以附接到模板，第二工具包括用于引導(dǎo)外科器械的至少一個引導(dǎo)孔口。第二外科工具的至少一個引導(dǎo)部可以引導(dǎo)外科器械以做出與通過第一模板引導(dǎo)的切口平行、不平行、垂直或不垂直的切口。
[0073]根據(jù)另一實施方式，一種接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括執(zhí)行接合部的擴(kuò)展掃描以獲得包括接合部和超過接合部至少15(^或更多的電子影像數(shù)據(jù)。與接合部相關(guān)聯(lián)的解剖軸線和機(jī)械軸線中的至少一個是至少部分地基于電子影像數(shù)據(jù)確定的。提供一種模板，其包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部，其中，引導(dǎo)部的形狀和位置中的至少一個至少部分地基于解剖軸線和機(jī)械軸線中的至少一個。
[0074]根據(jù)有關(guān)實施方式，接合部可以是膝接合部，并且執(zhí)行接合部的擴(kuò)展掃描以獲得電子影像數(shù)據(jù)包括獲得超過脛股接合部空間至少15cm,20cm或25cm的電子影像數(shù)據(jù)。
[0075]根據(jù)另一實施方式，一種接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括執(zhí)行成像掃描采集，其通過多于一個接合部獲得電子影像數(shù)據(jù)。與接合部相關(guān)聯(lián)的解剖軸線和機(jī)械軸線中的至少一個是至少部分地基于電子影像數(shù)據(jù)確定的。提供一種模板，其包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部，其中，引導(dǎo)部的形狀和位置中的至少一個至少部分地基于解剖軸線和機(jī)械軸線中的至少一個。
[0076]根據(jù)有關(guān)實施方式，執(zhí)行成像采集包括執(zhí)行光和/或雙平面X光，其中，'和181包括片層、螺旋和/或體積采集。引導(dǎo)部可以指引外科器械的運(yùn)動，以校正內(nèi)翻變
形和丨或外翻變形。
[0077]根據(jù)另一實施方式，一種接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括獲得接合部在第一平面中的第一影像，其中，第一影像產(chǎn)生第一影像卷。獲得接合部在第二平面中的第二影像，其中，第二影像產(chǎn)生第二影像數(shù)據(jù)卷。第一影像數(shù)據(jù)卷和第二影像數(shù)據(jù)卷結(jié)合以形成得到的影像數(shù)據(jù)卷，其中，得到的影像數(shù)據(jù)卷基本上是各向同性的?；诘玫降挠跋駭?shù)據(jù)卷提供一種模板，該模板包括用于接合接合部或植入物的第一表面的至少一個表面，該表面的至少一部分基本上符合或匹配第一接合部或植入物表面的一個或多個部分或全部(或具有基本上是第一接合部或植入物表面的一個或多個部分或全部的負(fù)像的形狀模板還包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。
[0078]根據(jù)有關(guān)實施方式，獲得第一影像和第二影像可以包括螺旋'、容積性'和/或MRI掃描。
[0079]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括在接合部上執(zhí)行第一切害IJ，以形成第一切割接合部表面。執(zhí)行第一切割包括將第一模板的至少一個接觸表面定位在接合部和/或“失效的植入物”或其部件的第一表面上，至少一個接觸表面具有基本上是接合部和/或“失效的植入物”或其部件的第一表面的負(fù)像的形狀。第一模板包括用于指引外科器械的運(yùn)動的引導(dǎo)部，以執(zhí)行第一切割。第一切割被交叉參照以執(zhí)行與接合部的相對表面相關(guān)聯(lián)的第二切割。
[0080]根據(jù)有關(guān)實施方式，交叉參照第一切割以進(jìn)行第二切割可以包括將第二模板附接到第一模板，以便輔助將第二模塊的至少一個接觸表面定位在接合部的第二表面上。第二模板包括用于指引外科器械的運(yùn)動以執(zhí)行第二切割的引導(dǎo)部。第二模板可以包括基本上符合、匹配或具有基本上是接合部的第二表面或植入物的表面的至少一部分的負(fù)像的形狀的至少一個接觸表面部分。交叉參照第一切割以進(jìn)行第二切割可以包括將第三模板的至少一個接觸表面定位在第一切割表面的至少一部分上，并且將第二模板附接到第三模板，以便將第二模板的至少一個接觸表面定位在接合部的第二表面上。第三模板的至少一個接觸表面部分可以基本上符合、匹配或具有基本上是第一切割表面的負(fù)像的形狀。第一切割可以是水平股骨切割，第二切割是豎向股骨切割。第一切割可以是股骨切割，第二切割是脛骨切害I]。第一切割可以是股骨切割，并且第二切割是髕骨切割。第一切割可以是髖白鉸孔，并且第二切割是股骨切割。[0081]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括將模板的至少一個接觸表面定位在接合部或植入物的表面上，該至少一個接觸表面基本上符合、匹配或具有基本上是接合部或植入物的表面的至少一部分的負(fù)像的形狀。模板包括用于指引外科器械的運(yùn)動的引導(dǎo)部。第一模板被穩(wěn)固在第一表面上。
[0082]根據(jù)有關(guān)實施方式，該方法還可以包括獲得接合部的電子影像數(shù)據(jù)，并且至少部分地基于電子影像數(shù)據(jù)確定第一模板的至少一個接觸表面的形狀。穩(wěn)固可以包括利用被留在接合部上就位的克式針、螺釘、錨固件和/或鉆頭。穩(wěn)固可以包括將接觸表面定位在接合部或植入物上的至少一個或多個凹面或凸面上。穩(wěn)固可以包括將接觸表面定位在接合部或植入物上的至少一個凹面和至少凸面上。穩(wěn)固可以包括將接觸表面至少部分地定位在接合部和/或“失效的植入物”或其部件的關(guān)節(jié)炎部分上。穩(wěn)固可以包括將接觸表面至少部分地定位在接合部或植入物的正常部分和關(guān)節(jié)炎部分之間的界面上。穩(wěn)固可以包括將接觸表面至少部分地定位在“失效的植入物”的一個或多個表面上。穩(wěn)固可以包括至少部分地相對于解剖特征定位接觸表面。解剖特征可以是滑車、髁間窩、內(nèi)側(cè)髁和外側(cè)髁、內(nèi)側(cè)滑車和外側(cè)滑車、內(nèi)側(cè)脛骨坪和外側(cè)脛骨坪、中央窩、髖白窩、三叉狀軟骨、髖白壁或髖白緣。將接觸表面定位在接合部的表面上可以包括將接觸表面至少部分地定位在接合部的正常部分上。確定引導(dǎo)部在模板上的位置可以至少部分地基于韌帶平衡并且/或者優(yōu)化屈曲和伸展間隙中的至少一個。該方法還可以包括利用例如允許旋轉(zhuǎn)的間隔件、棘輪裝置和銷在術(shù)中相對于接合部調(diào)節(jié)引導(dǎo)部的位置。
[0083]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括將模板的至少一個接觸表面定位在患者的接合部的表面上，使得接觸表面至少部分地或其一部分基本上符合并靠在患者的接合部表面的關(guān)節(jié)炎部分和正常部分之間的界面上。模板包括用于指引外科器械的運(yùn)動的引導(dǎo)部。至少部分地基于引導(dǎo)部利用外科器械在接合部上進(jìn)行外科介入。
[0084]根據(jù)另一實施方式，模板包括用于定位在接合部的表面上的至少一個接觸表面，該接觸表面至少部分地或其一部分具有基本上是接合部表面的關(guān)節(jié)炎部分和正常部分之間的界面的負(fù)像的形狀(或基本上符合或匹配接合部表面的關(guān)節(jié)炎部分和正常部分之間的界面引導(dǎo)部指引外科器械的運(yùn)動。
[0085]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括將模板的至少一個接觸表面定位在接合部的表面上，使得接觸表面至少部分地靠在接合部表面的關(guān)節(jié)炎部分上并且基本上是接合部表面的關(guān)節(jié)炎部分的負(fù)像(或者基本上符合或匹配接合部表面的關(guān)節(jié)炎部分模板包括用于指引外科器械的運(yùn)動的引導(dǎo)部。至少部分地基于引導(dǎo)部利用外科器械在接合部上進(jìn)行外科介入。
[0086]根據(jù)另一實施方式，模板包括用于定位在接合部的表面上的至少一個接觸表面，該接觸表面至少部分地基本上是接合部表面的正常部分的負(fù)像(或基本上符合或匹配接合部表面的正常部分模板包括用于指引外科器械的運(yùn)動的引導(dǎo)部。
[0087]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括執(zhí)行181和器械中的一個的模體掃描。利用和'器械中的一個，執(zhí)行在接合部上的掃描。第一模板的至少一個接觸表面的形狀是至少部分地基于模體掃描和接合部和/或植入物的掃描確定的，該至少一個接觸表面具有基本上匹配(或符合)接合部或植入物的表面的至少一部分(或具有基本上是接合部或植入物的表面的至少一部分的負(fù)像的形狀模板包括用于指引外科器械的運(yùn)動的引導(dǎo)部。
[0088]根據(jù)有關(guān)實施方式，可以在接合部的掃描之前執(zhí)行模體掃描，該方法還包括調(diào)節(jié)1尺1和器械中的一個?？梢栽趫?zhí)行接合部的掃描之后執(zhí)行模體掃描，其中，基于該模體掃描優(yōu)化接合部的掃描。
[0089]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括針對單髁或全膝替換中的一個確定期望的股骨部件旋轉(zhuǎn)。提供一種模板，其包括用于指引外科器械、附接的聯(lián)結(jié)件和/或工具的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。引導(dǎo)部的形狀和位置中的至少一個至少部分地基于期望的股骨部件旋轉(zhuǎn)。
[0090]根據(jù)有關(guān)實施方式，確定期望的股骨部件旋轉(zhuǎn)可以包括測量與股骨部件旋轉(zhuǎn)有關(guān)的一個或多個解剖軸線和/或平面。一個或多個解剖軸線和/或平面可以是經(jīng)股骨上髁軸線、懷特塞德線和/或后髁軸線。引導(dǎo)部可以指引股骨切割，該方法還包括旋轉(zhuǎn)模板，使得股骨切割平行于脛骨切割，從內(nèi)側(cè)和外側(cè)韌帶和軟組織在內(nèi)側(cè)和外側(cè)施加基本上相等的張力。
[0091]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括針對單或雙髁或全膝替換中的一個確定 期望的脛骨部件旋轉(zhuǎn)。提供一種脛骨模板，其包括用于指引外科器械、附接的聯(lián)結(jié)件和/或工具的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。引導(dǎo)部的形狀和位置中的至少一個至少部分地基于期望的脛骨部件旋轉(zhuǎn)。
[0092]根據(jù)有關(guān)實施方式，確定期望的脛骨部件旋轉(zhuǎn)可以包括測量與脛骨部件旋轉(zhuǎn)有關(guān)的一個或多個解剖軸線和/或平面。一個或多個解剖軸線和/或平面可以在脛骨的前后軸線處，和/或脛骨粗隆的內(nèi)側(cè)三分之一處。引導(dǎo)部可以指引股骨切割，該方法還包括旋轉(zhuǎn)模板，使得股骨切割平行于脛骨切割，從內(nèi)側(cè)和外側(cè)韌帶和軟組織在內(nèi)側(cè)和外側(cè)施加基本上相等的張力。
[0093]根據(jù)另一實施方式，一種髖關(guān)節(jié)置換的方法包括確定下肢長度差異并且獲得髖接合部的電子影像數(shù)據(jù)。提供一種模板，其包括用于指引外科器械、附接的聯(lián)結(jié)件和/或工具的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。該模板包括基本上是股骨頸或股骨接合部植入物部件的至少一部分的負(fù)像(或基本上符合或匹配股骨頸或股骨接合部植入物部件的至少一部分)的至少一個接觸表面，其中，模板和/或引導(dǎo)部的形狀和位置中的至少一個至少部分地基于電子影像數(shù)據(jù)。
[0094]根據(jù)有關(guān)實施方式，確定下肢長度差異可以包括下肢的直立X光、CT定位掃描、CT和/或MRI。引導(dǎo)部可以輔助外科器械切割股骨頸。
[0095]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括確定用于髖的期望的股骨部件旋轉(zhuǎn)。提供一種模板，其包括用于指引外科器械、附接的聯(lián)結(jié)件和/或工具的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。引導(dǎo)部的形狀和位置中的至少一個至少部分地基于期望的股骨部件旋轉(zhuǎn)。
[0096]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括確定用于髖的期望的髖臼部件旋轉(zhuǎn)。提供一種髖臼模板，其包括用于指弓丨外科器械、附接的聯(lián)結(jié)件和/或工具的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。引導(dǎo)部的形狀和位置中的至少一個至少部分地基于期望的髖臼部件旋轉(zhuǎn)。
[0097]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括確定用于肩部的期望的肱骨部件旋轉(zhuǎn)。提供一種模板，其包括用于指引外科器械、附接的聯(lián)結(jié)件和/或工具的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。引導(dǎo)部的形狀和位置中的至少一個至少部分地基于期望的肱骨部件旋轉(zhuǎn)。
[0098]根據(jù)另一實施方式，一種用于接合部關(guān)節(jié)置換的方法包括提供一種模板，該模板包括用于至少部分地基于基本上各向同性的輸入數(shù)據(jù)接合接合部或植入物的表面的至少一個表面。該表面包括具有基本上是接合部或植入物表面的一個或多個部分或全部的負(fù)像的形狀的至少一部分。該模板包括用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)部。
[0099]在有關(guān)實施方式中，利用影像平面的融合或基本上各向同性的MRI和螺旋CT采集所述輸入數(shù)據(jù)。
[0100]在這里描述的任意實施方式和方面中，接合部能夠但不限于是膝、肩、髖、椎骨、肘、踝、腳、趾、手、腕或手指。此外，這里描述的各種實施方式能夠輔助針對差不多任何植入物的修復(fù)和/或替換手術(shù)的評估、計劃、評價和執(zhí)行，所述植入物包括失效或正失效的髖、肩、肘、腳、趾、手、腕或手指、踝或膝植入物以及諸如融合裝置、盤替換裝置(即，Charite或ProDisk)和/或椎弓根螺釘?shù)嚷菪踩胛铩?br> 【專利附圖】

【附圖說明】
[0101]通過參照以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將更容易理解本發(fā)明的前述特征，其中:
[0102]圖1A是描繪根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的各種方法的流程圖。 [0103]圖1B是描繪根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的各種替代方法的流程圖。
[0104]圖2A-H圖示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的膝表面重修的各階段的截面。圖2A示出正常厚度軟骨和軟骨缺損的例子。圖2B示出測量厚度并檢測指示軟骨缺損邊緣的厚度突變的成像技術(shù)或機(jī)械、光學(xué)、激光或超聲裝置。圖2(:示出映射在關(guān)節(jié)軟骨上的負(fù)重表面。圖20示出指定植入部位和軟骨缺損。圖22描繪示例性單部件關(guān)節(jié)表面修復(fù)系統(tǒng)的布置。圖2？示出示例性多部件關(guān)節(jié)表面修復(fù)系統(tǒng)。圖2(}示出示例性單部件關(guān)節(jié)表面修復(fù)系統(tǒng)。圖2?示出示例性多部件關(guān)節(jié)表面修復(fù)系統(tǒng)。
[0105]圖3八-2圖示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的示例性膝成像和表面重修的截面。圖3八示出患病軟骨的區(qū)域的放大圖。圖38示出鄰近缺損的軟骨厚度的測量。圖3(:描繪用于關(guān)節(jié)表面重修的多部件微型假體的布置。圖30是描繪利用柄或釘布置單部件微型假體的示意圖。圖32描繪利用柄和用于骨接合劑注射的開口布置單部件微型假體。
[0106]圖4八4圖示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的其它示例性膝表面重修裝置和方法的截面。圖4八描繪股骨髁的前側(cè)和中央和后側(cè)部分中的正常厚度軟骨以及股骨髁的后側(cè)部分中的大面積患病軟骨。圖48描繪單部件關(guān)節(jié)表面修復(fù)系統(tǒng)的布置。圖扣描繪多部件關(guān)節(jié)表面修復(fù)系統(tǒng)。
[0107]圖5八-8示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的單部件裝置和多部件裝置。圖5八示出具有變化曲度和半徑的示例性單部件關(guān)節(jié)表面修復(fù)系統(tǒng)。圖58描繪多部件關(guān)節(jié)表面修復(fù)系統(tǒng)，其具有與軟骨下骨的形狀鏡像的第二部件和緊密匹配周圍正常軟骨的形狀和曲度的第一部件。
[0108]圖6八-8示出根據(jù)各種實施方式的具有匹配周圍正常軟骨的外輪廓的示例性關(guān)節(jié)修復(fù)系統(tǒng)。利用一個或多個釘將該系統(tǒng)植入底層骨內(nèi)。
[0109]圖7示出根據(jù)一種實施方式的示例性關(guān)節(jié)修復(fù)裝置的立體圖，其包括:用以控制深度并防止晃動的平坦表面；具有正常軟骨的輪廓的外表面；用以防止旋轉(zhuǎn)并控制晃動的凸緣；有利于組織長入的凹槽。
[0110]圖8八-0描繪根據(jù)各種實施方式的具有多個錨固釘?shù)闹踩胛锏牧硪焕拥慕孛?。圖88-0示出釘?shù)母鞣N截面表達(dá)；圖88示出具有凹槽的釘；圖8(:示出具有有助于將裝置錨固在底層骨中的徑向延伸的臂的釘；以及圖80示出具有多個凹槽或凸緣的釘。
[0111]圖9八-8描繪根據(jù)各種實施方式具有多個錨固釘?shù)氖纠灾踩胛锏母┮晥D，并且描繪釘如何不必沿著裝置的縱向軸線線性對位。
[0112]圖1(^-2描繪根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的具有徑向延伸臂的示例性植入物。圖108-2是植入物的俯視圖，示出釘?shù)男螤畈槐厥清F形的。
[0113]圖114圖示連同機(jī)械軸線和解剖軸線一起的股骨、脛骨和腓骨。圖118-2圖示具有用以形成連同切割股骨和脛骨一起的切割平面的解剖和機(jī)械軸線的脛骨。圖11？圖示包括股骨的頭部的股骨的近端。
[0114]圖12示出根據(jù)一種實施方式具有匹配接合部的關(guān)節(jié)表面的幾何形狀的一個表面的外科工具的例子。還示出的是工具中的孔口，其能夠控制孔的鉆孔深度和寬度并且允許具有壓配合設(shè)計的植入物的插入物的植入。
[0115]圖13是描繪本發(fā)明的各種方法的流程圖，用以形成用于針對關(guān)節(jié)鏡外科手術(shù)制備患者的接合部的模具。
[0116]圖14八描繪包含孔口的外科工具的例子的截面，外科鉆或鋸能夠經(jīng)過孔口適配?？卓谝龑?dǎo)鉆或鋸在底層骨中制造適當(dāng)?shù)目谆蚯锌?。虛線表示在骨中制造對應(yīng)于孔口的切口的位置。圖148描繪包含孔口的外科工具的例子的截面，外科鉆或鋸能夠經(jīng)過孔口適配并且孔口引導(dǎo)鉆或鋸在骨中制造切口或孔。虛線表示在骨中制造對應(yīng)于孔口的切口的位置。
[0117]圖15A-R圖示用以形成用于接收膝植入物的脛骨部分的垂直于解剖軸線的表面的脛骨切割塊體和模具。
[0118]圖16A-0圖示用以形成用于接收膝植入物的股骨部分的表面的股骨切割塊體和模具。圖16P圖示由脛骨坪的中心和遠(yuǎn)側(cè)脛骨的中心限定的軸線。圖16Q示出限定脛骨坪到股骨頭部的中心的軸線。圖16R和16S分別示出股骨模板和脛骨模板的等軸測圖。圖16T圖示附接到股骨模板的股骨引導(dǎo)參照工具。圖16U圖示定位在骨節(jié)上的樣品植入物模板。圖16V是根據(jù)一實施方式的樣品植入物模板的內(nèi)表面的等軸測圖。圖16W是附接到樣品植入物的脛骨模板的等軸測圖。圖16X示出在已制造脛骨切口之后可以用以進(jìn)一步引導(dǎo)外科工具的脛骨模板。圖16Y示出在已制造上述切口之后分別插入在脛骨和股骨上的脛骨植入物和股骨植入物。
[0119]圖17A-G圖示用以制備用于接收膝植入物的一部分的髕骨的髕骨切割塊體和模具。
[0120]圖18A-H圖示用以形成用于接收膝植入物的股骨部分的表面的股骨頭部切割塊體和模具。
[0121]圖19A-D圖示用以形成用于髖植入物的表面的髖臼切割塊體和模具。
[0122]圖20圖示髖接合部中的三維引導(dǎo)模板，其中，模板的面向接合部的表面包括基本上匹配接合部的不受關(guān)節(jié)炎病變影響的至少一部分的一部分。
[0123]圖21圖示用于髖臼的三維引導(dǎo)模板，其中，模板的面向接合部的表面包括基本上匹配接合部的不受關(guān)節(jié)炎病變影響的至少一部分的一部分。
[0124]圖22圖示被設(shè)計成利用后側(cè)參照平面引導(dǎo)后側(cè)切割的三維引導(dǎo)模板。模板的面向接合部的表面具有至少部分地基本上是接合部的不受關(guān)節(jié)炎病變改變的至少一部分的負(fù)像的形狀。
[0125]圖23圖示根據(jù)一種實施方式被設(shè)計成利用前側(cè)參照平面引導(dǎo)前側(cè)切割的三維引導(dǎo)模板。模板的面向接合部的表面至少部分地基本上匹配或符合接合部的受關(guān)節(jié)炎病變改變的一個或多個部分。
[0126]圖24圖示用于引導(dǎo)脛骨切割(未示出)的三維引導(dǎo)模板，其中，脛骨包括關(guān)節(jié)炎部分。模板被設(shè)計成通過跨越過缺損或囊腫來避開關(guān)節(jié)炎病變。
[0127]圖25圖示用于引導(dǎo)脛骨切割的三維引導(dǎo)模板。正常組織和關(guān)節(jié)炎組織之間的界面被包括在模板的形狀中。
[0128]圖26A圖示三維引導(dǎo)模板，其中，模板的面向接合部的表面基本上符合接合部的健康或基本上未受關(guān)節(jié)炎病變影響的表面的至少部分。圖26B圖示三維引導(dǎo)模板，其中，模板的面向接合部的表面基本上匹配接合部的健康或基本上未受關(guān)節(jié)炎病變影響的表面的至少部分。患病區(qū)域由模板 覆蓋，但模具基本上未與其接觸。圖26C圖示三維引導(dǎo)模板，其中，模板的面向接合部的表面包括具有基本上是接合部的表面的一個或多個關(guān)節(jié)炎部分的負(fù)像的形狀的一部分。圖26D圖示三維引導(dǎo)模板，其中，模板與基本上在正常或接近正常的組織和患病的接合部組織之間的界面的形狀接近于鏡像。
[0129]圖27A-D示出在同一關(guān)節(jié)表面(A-C)上且到相對的關(guān)節(jié)表面(D)具有聯(lián)結(jié)件的多個模具。[0130]圖28圖示患者體內(nèi)的股骨軸線和脛骨軸線的AP平面中的偏差。
[0131]圖29是示出一種方法的流程圖，其中，利用測量的下肢長度差異以確定用于全髖關(guān)節(jié)置換的股骨頸切割的最佳切割高度。
[0132]圖30A-C圖示用于執(zhí)行韌帶修復(fù)的三維引導(dǎo)模板的使用。
[0133]圖31示出利用三維引導(dǎo)模板治療凸輪型撞擊綜合征的例子。
[0134]圖32示出利用三維引導(dǎo)模板治療鉗型撞擊綜合癥的例子。
[0135]圖33示出用于全髖關(guān)節(jié)置換的股骨頸模具的布置的指定部位的例子。
[0136]圖34不出具有手柄和槽的股骨頸模具的例子。
[0137]圖35示出用于全髖替換的后側(cè)髖白方式的例子。
[0138]圖36示出用于對髖臼杯用部位鉸孔的引導(dǎo)模具的例子。
【具體實施方式】 [0139]前面的描述被提供用于使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。針對所描述的實施方式的各種修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，并且這里限定的一般原理能夠應(yīng)用于其它實施方式和應(yīng)用，而不背離如通過所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明不意于被限制為所示的實施方式，而是被給予與這里公開的原理和特征一致的最寬范圍。在對于實現(xiàn)所公開的本發(fā)明的完整理解是必要的程度上，在本申請中引用的所有授權(quán)專利、專利公開和專利申請的說明書和附圖通過引用合并在此。
[0140]可以用于外科輔助的三維引導(dǎo)外科工具(這里稱作三維引導(dǎo)外科模板)可以包括但不限于使用模板、夾具和/或模具，包括三維引導(dǎo)模具。可以理解，術(shù)語“模板”、“夾具”、“模具”、“三維引導(dǎo)模具”和“三維引導(dǎo)模板”在詳細(xì)說明和所附權(quán)利要求內(nèi)應(yīng)當(dāng)可互換地使用以描述工具，除非上下文另外指明。
[0141]可以使用的三維引導(dǎo)外科工具可以包括引導(dǎo)孔口?？梢岳斫?，術(shù)語引導(dǎo)孔口在詳細(xì)說明和所附權(quán)利要求內(nèi)應(yīng)當(dāng)可互換地使用以描述引導(dǎo)表面和引導(dǎo)元件。
[0142]如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，除非另外指明，本發(fā)明的實踐采用本領(lǐng)域技術(shù)內(nèi)的X光成像和處理、X光體層融合、包括A-掃描、B-掃描和C-掃描的超聲、計算機(jī)斷層掃描(CT掃描)、磁共振成像(MRI)、光學(xué)相干斷層成像、單光子發(fā)射斷層掃描(SPECT)和正電子放射斷層造影(PET)的傳統(tǒng)方法。這些技術(shù)在文獻(xiàn)中被充分說明，因此在這里不必描述。參照，例如，X-Ray Structure Determination:A Practical Guide, 2nd Edition, editorsStout and Jensen, 1989, John ffiley&Sons, publisher (X 光結(jié)構(gòu)確定:實用指南，第二版，Stout 和 Jensen 編輯，1989 年，John ffiley&Sons 出版)；Body CT:A PracticalApproach, editor Slone, 1999, McGraw-Hill publisher (身體 CT:實用方法，Slone 編輯，1999 年，McGraw-Hi11 出版)；X-Ray Diagnosis:A Physician，s Approach, editorLam, 1998Springer-Verlag, publisher (X 光診斷:醫(yī)生的方法，Lam 編輯，1998 年，Springer-Verlag 出版)；和 Dental Radiology:Understanding the X-Ray Image, editorLaetitia Brocklebankl997, Oxford University Press publisher(牙科放射學(xué):理解X光影像,Laetitia Brocklebank編輯，1997年,牛津大學(xué)出版社出版)。還參照The EssentialPhysics of Medical Imaging (2nd Ed.), Jerrold T.Bushberg, et al( Jerrold T.Bushberg等人的醫(yī)學(xué)成像的基本物理(第二版))。[0143]本發(fā)明提供用于修復(fù)接合部、特別地用于修復(fù)和/或替換之前被植入患者接合部內(nèi)的植入物和植入物部件，以及修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨并且用于有利于多種多樣的軟骨修復(fù)材料整合到一目標(biāo)體中的系統(tǒng)、方法和合成物。其中，這里描述的技術(shù)允許植入物和外科工具的定制以適合特定目標(biāo)體，例如在大小、厚度、形狀和/或曲度方面。期望地，這種工具能夠?qū)F(xiàn)存的“失效的植入物”信息和/或表面用作一個或多個解剖參照點，以輔助制備、定位和/或布置用于修復(fù)患者的接合部的替換植入物。
[0144]當(dāng)關(guān)節(jié)軟骨表面的形狀(例如，大小、厚度和/或曲度)與非損傷軟骨或與目標(biāo)體的原始軟骨準(zhǔn)確或接近解剖適配時，修復(fù)的成功率增大。修復(fù)材料能夠在植入之前被成形，并且這種成形能夠基于例如提供有關(guān)缺損周圍的任何“正?！避浌堑那然蚝穸群?或在缺損下面的骨的曲度的信息的電子影像。因此，當(dāng)前發(fā)明其中提供用于接合部局部替換的侵入性最小的方法。該方法將要求骨量僅最少損耗，或者在一些情況中，骨量不損耗。另外，與當(dāng)前技術(shù)不同，這里描述的方法將通過實現(xiàn)植入物和周圍或鄰近的軟骨和/或軟骨下骨之間的準(zhǔn)確或接近解剖匹配有助于恢復(fù)關(guān)節(jié)表面的完整性。此外，如果“失效的植入物”僅要求一個或多個單獨(dú)失效的部件的替換，那么與完整接合部去除和替換相比，手術(shù)的侵入性可以較小，并且可以由此以侵入性較小和/或侵入性最小化的方式完成，期望地具有與此相當(dāng)?shù)母俚幕謴?fù)時間。
[0145]本發(fā)明中描述的各種實施方式還想到使用現(xiàn)存的“失效的植入物”部件或其部分作為錨固機(jī)構(gòu)、附接點、解剖參照結(jié)構(gòu)和/或作為最終用在修復(fù)患者的接合部中的“修正植入物”的部件。在一些情況中，“失效的植入物”的部件因為各種原因可能是有用的，包括如果“失效的”植入物部件良好地固定到患者的解剖結(jié)構(gòu)并且原始“失效的”植入物的失效是由于其它植入物部件。以類似的方式，接合部局部替換的某些部件可以被整合到修正系統(tǒng)中，作為修正植入物的模塊或部件，或者如果接合部局部部件被修正植入物“包封”或者以其它方式用以支承修正植入物部件。類似地，如果期望并可利用的話，來自“失效的植入物”的良好緊固的錨固件或其它部件可以被重復(fù)使用以錨固修正植入物。
[0146]本發(fā)明的優(yōu)點能夠包括但不限于:(i)接合部修復(fù)的定制，由此增強(qiáng)在修復(fù)手術(shù)后對患者的療效和舒適水平；(ii)在一些實施方式中消除外科醫(yī)生術(shù)中測量待修復(fù)的缺損的需要；(iii)消除外科醫(yī)生在植入手術(shù)過程中使材料成形的需要；(iv)提供基于植入物、骨或組織影像或基于術(shù)中探測技術(shù)評價修復(fù)材料的曲度的方法；(V)提供僅用最少骨量損耗或者在一些情況中沒有骨量損耗地修復(fù)接合部的方法；以及(vi)改善術(shù)后接合部一致性。
[0147]因此，這里描述的方法允許更精確地適配缺損(例如，植入部位)并且相應(yīng)地提供接合部的改善的修復(fù)的接合部修復(fù)材料的設(shè)計和使用。
[0148]1.接合部的評估和對位
[0149]這里描述的方法和合成物能夠用以治療由軟骨患病(例如，骨關(guān)節(jié)炎)、骨損傷、軟骨損傷、創(chuàng)傷和/或因過度使用或年齡而變性導(dǎo)致的缺損。本發(fā)明其中允許健康的專業(yè)人員評價并治療這種缺損。感興趣的區(qū)域的大小、體積和形狀能夠僅包括軟骨的具有缺損的區(qū)域，但優(yōu)選地將還包括軟骨的圍繞軟骨缺損的連續(xù)部分。
[0150]如本 領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，能夠利用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)獲得大小、曲度和/或厚度測量值。例如，利用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械機(jī)構(gòu)、激光裝置、電磁或光學(xué)追蹤系統(tǒng)、模具、施加到關(guān)節(jié)表面以硬化并“存儲表面輪廓”的材料和丨或本領(lǐng)域中已知的一種或多種成像技術(shù)能夠獲得一維、二維和丨或三維測量值。測量值能夠非侵入性地和丨或術(shù)中地(例如，使用探頭或其它外科裝置)獲得。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，修復(fù)裝置的厚度能夠根據(jù)在關(guān)節(jié)表面上的任何特定位置處待校正的軟骨和/或骨的損傷深度在任何給定點處改變。
[0151]如圖1八圖示的，典型地，過程從首先獲得需要修正的患者接合部的一個或多個影像開始。該組影像將典型地具有患者當(dāng)前接合部的一系列影像，其典型地包括“失效”或“正失效”的植入物的各種影像(即，“失效的植入物”影像如果可得到，該組影像將期望地還包括在失效的接合部的早期治療進(jìn)展中采集的其它影像，包括(1)在原始植入的時間和在先植入物的“失效”之間采集的接合部和/或植入物的影像(即，“失效前植入物”影像)，(2)在原始植入的時候采集的接合部和/或植入物的影像(即，“初始植入”影像)，(3)在“失效的植入物”的初始植入之前采集的影像(即，“植入前檢查”影像)，以及(4)在患者的天然接合部顯著失效之前采集的影像(即，“健康的接合部”影像用于本發(fā)明的各種附加影像源可以包括“失效的植入物”在失效前和失效后的影像(即，“植入物數(shù)據(jù)”)、有關(guān)骨接合劑和/或骨長入結(jié)構(gòu)的類型和位置的信息或影像，以及可得到的有關(guān)患者的其它解剖數(shù)據(jù)，包括切除表面信息、剩余軟骨、骨贅、骨質(zhì)溶解和/或有關(guān)可能以任何方式影響接合部和/或骨強(qiáng)度的傷病或患病狀態(tài)(即，骨質(zhì)疏松癥、關(guān)節(jié)炎等)的信息。在該附加影像組可容易獲得的情況下，可能期望的是將這種信息包括在當(dāng)前影像組中。其它信息源可以包括非患者個體的數(shù)據(jù)庫(即，來自特定或一般個體的信息，包括來自特定或一般人群的規(guī)范化的信息
[0152]表1提供在實踐本發(fā)明中特別有用的各種數(shù)據(jù)源和影像特征的并非窮盡的列表:
[0153]表1:示例性成像數(shù)據(jù)源
[0154]
【權(quán)利要求】
1.一種制造用于修復(fù)患者接合部的修正植入物的方法，該方法包括: 獲取與在患者接合部中現(xiàn)存的正失效的植入物的至少一部分相關(guān)聯(lián)的影像數(shù)據(jù)； 從所述影像數(shù)據(jù)導(dǎo)出有關(guān)正失效的植入物和患者接合部的信息； 利用用以制造正失效的植入物的原始電子文件獲取有關(guān)正失效的植入物的現(xiàn)存信息；和 基于導(dǎo)出的有關(guān)正失效的植入物和患者接合部的信息和有關(guān)正失效的植入物的現(xiàn)存信息制造修正植入物。
2.一種制造外科工具的方法，該方法包括: 獲取與正失效的接合部植入物的至少一部分相關(guān)聯(lián)的影像數(shù)據(jù)； 從所述影像數(shù)據(jù)導(dǎo)出植入物表面信息；和 提供包括接觸表面的外科工具，所述接觸表面用于接合正失效的植入物表面的至少一部分，所述外科工具還包括在制備修正植入物部位中用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)件， 其中，提供所述外科 工具包括:使所述接觸表面基于導(dǎo)出的植入物表面信息成形，使得所述接觸表面的至少一部分基本上是導(dǎo)出的植入物表面的至少一部分的負(fù)像；并且 從所述影像數(shù)據(jù)確定所述至少一個引導(dǎo)件的位置、形狀和/或取向，使得由外科器械在植入物部位上引起的變化確保修正植入物的期望取向。
3.一種執(zhí)行用于修復(fù)具有正失效的植入物的患者接合部的修正外科手術(shù)的方法，包括: 提供包括接觸表面的植入物參照外科工具，所述接觸表面用于接合正失效的植入物的至少一個表面部分，其中，所述接觸表面包括有關(guān)正失效的植入物的表面部分的信息，并且外科工具還包括在制備修正植入物部位中用于指引外科器械的運(yùn)動的至少一個引導(dǎo)件； 使外科工具的接觸表面與正失效的植入物的表面部分接合；和 利用由外科工具中的至少一個引導(dǎo)件指引的外科器械制備修正植入物部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括去除正失效的植入物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括將修正植入物布置在制備的部位上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，修正植入物包括有關(guān)正失效的植入物的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，修正植入物包括有關(guān)患者接合部的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述接觸表面包括有關(guān)患者接合部的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述外科工具包括與患者接合部的一部分接合的表面部分，所述表面部分包括有關(guān)患者接合部的所述部分的信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述表面部分基本上符合患者接合部的所述部分。
【文檔編號】A61F2/38GK103841924SQ201280049286
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月15日
【發(fā)明者】J·林德曼, J·斯拉敏, P·朗, D·斯泰尼斯 申請人:康復(fù)米斯公司