外科规划和方法技术

本发明专利技术描述了用于在患者腿部膝盖上规划和/或执行全膝置换外科手术的方法和设备。获得所述患者的所述腿部的解剖学数据，能够允许确定股骨机械轴线、胫骨机械轴线和所述膝盖的关节线。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度。所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度确保由所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度引起的所述胫骨机械轴线和所述股骨机械轴线之间的长腿角度在第一预选数值范围内，并且所述规划的近侧胫骨切割角度在第二预选数值范围内。在所述患者的所述膝盖上执行全膝置换外科手术，其中使用所述规划的远侧股骨切割角度制造远侧股骨切口，并且使用所述规划的近侧胫骨切割角度来制造近侧胫骨切口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】外科规划和方法
技术介绍
本专利技术涉及全膝置换外科手术，具体地讲，涉及规划全膝置换外科手术的方法，还涉及执行外科规划的外科手术的工作流程。用于全膝置换的各种外科技术通常是众所周知且广泛使用的。它们通常涉及用股骨假体植入物或构件来置换患者股骨的远侧部分，并用胫骨假体植入物或构件来置换患者胫骨的近侧部分。外科手术的一个方面是准备股骨的远侧部分和胫骨的近侧部分，以提供其上放置相应植入物的切除骨表面。切除的骨表面的高度和角度确定每个植入物相对于其相应骨的位置，这是患者膝关节的术后行为的一个要素。外科医生还可执行一些软组织平衡，其也可影响患者膝关节的行为。因此，外科手术的一个重要方面是植入物相对于其相应骨以及相对于彼此的定位。多种理念可得知外科医生所使用的外科手段。一种常见的理念是尝试放置股骨植入物，使其垂直于从髋关节股骨头中心穿过膝盖和胫骨植入物中心的轴线，以使其垂直于从膝盖中心穿过脚踝中心的轴线。这种放置意味着从患者髋部到踝部的负荷线穿过膝盖中心，从而有助于在植入物和胫骨的内侧和侧向上提供均匀的负荷。然而，对于许多患者，他们的腿可具有不同程度的内翻(小腿指向内侧，有时俗称“罗圈腿”)或外翻(小腿指向侧向，有时俗称“外八字腿”)力线。对于内翻的力线，股骨头中心与脚踝中心之间的承重线通过膝盖中心的内侧，而对于外翻，承重线穿过膝盖中心的侧向。因此，如果对术前具有外翻或内翻的腿部力线的患者进行全膝置换外科手术，将股骨构件垂直于髋-膝轴线放置，并将胫骨构件垂直于膝-踝轴线放置，则会改变其整体腿部力线(分别使其内翻或外翻减轻)。因此，虽然这可导致人造膝关节的假体构件具有良好的机械性能，但是它也可影响患者下肢的整体表现，因为其术后腿部与术前相比将稍微更直。另一方面，如果对外科手术采用基于解剖学的理念，使得股骨植入物和胫骨植入物被放置成使得腿部的术后力线类似于腿部的术前力线，对于内翻或外翻患者，这导致负荷线通过膝盖中心的内侧或侧向，因此使施加在胫骨和股骨假体构件之间的力以及在假体构件与其相应骨之间界面处的力失衡。因此，虽然这种方案保持了患者的腿部力线，但是它可降低假体构件的机械性能，并且还导致进一步的膝盖问题。由于全膝置换外科手术涉及假体构件的仔细定位，所以无论使用的外科方案如何，已知的是规划外科手术的至少一些方面，使得预先得知假体构件的预期位置。初始规划可需要在术中或迭代地调整，这取决于外科手术的其他步骤如何执行，或者取决于可仅在外科手术过程变得明显的其他因素，例如比预期更晚期的疾病状态。然而，通常准备一些形式的外科规划，并且可包括与预期外科结果一致的假体的预期位置或规划位置。规划过程可采取一系列形式，包括使用患者骨图像和/或3D建模技术将患者骨的X射线图像检查、测量或标记到复杂的计算机辅助外科规划方法。外科规划信息有时也可与计算机辅助外科手术系统一起使用，其包括外科工作流程软件(通常提供关于患者骨、器械和外科手术中所用植入物位置的视觉或图像引导)，以及规划植入物位置的视觉指示。因此，与其规划位置相比，规划软件和计算机辅助外科手术系统可用于帮助提高植入物放置的准确性。然而，这是推动规划过程本身的基本外科理念。
技术实现思路
本专利技术可提供使用规划方法结果的规划方法和/或相关外科手术，其结合了维持患者解剖学和维持患者假体膝关节的机械性能的其他竞争方案，以利用这些其他竞争方案的相应益处。本专利技术的第一方面提供了一种在患者腿部膝盖上进行全膝置换外科手术的方法。该方法可包括获得患者腿部的解剖学数据。解剖学数据可允许确定股骨机械轴线、胫骨机械轴线和膝盖的关节线。可确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度。规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度确保了由规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度导致的胫骨机械轴线和股骨机械轴线之间的长腿角度在第一预选数值范围内，并且/或者规划的近侧胫骨切割角度在第二预选数值范围内。可在患者膝盖上进行全膝置换外科手术。远侧股骨切割可使用规划的远侧股骨切割角度进行，并且可使用规划的近侧胫骨切割角度来进行近侧胫骨切割。长腿角度和近侧胫骨切割角度的第一预选数值范围和第二预选数值范围分别允许检查近侧胫骨切割角度和远侧股骨切割角度的位置的影响，以确保可接受的长腿角度和近侧胫骨切口角度并在必要时进行调整。因此，可一起实现解剖学方案的优点并维持患者的原始解剖结构。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度可包括确定长腿角度是否对应于落入第一预选数值范围内的角度。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度还可包括设定初始规划的近侧胫骨切割角度以恢复关节线以及初始规划的远侧股骨切割角度以恢复关节线。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度还可包括确定初始规划的近侧胫骨切割角度是否对应于落入第二预选数值范围内的角度。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度还可包括当确定初始规划的近侧胫骨切割角度确实对应于落入第二预选数值范围内的角度时，将规划的远侧股骨切割角度设定为初始规划的远侧股骨切割角度，并将规划的近侧胫骨切割角度设定为初始规划的近侧胫骨切割角度。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度还可包括当确定初始规划的近侧胫骨切割角度不对应于落入第二预选数值范围内的角度时，将规划的近侧胫骨切割角度设定为修改达调整角度的初始规划的近侧胫骨切割角度，使得规划的近侧胫骨切割角度对应于落入第二预选数值范围内的角度。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度还可包括当确定初始规划的近侧胫骨切割角度不对应于落入第二预选数值范围内的角度时，将规划的远侧股骨切割角度设定为修改达调整角度的初始规划的远侧股骨切割角度。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度还可包括设定初始规划的近侧胫骨切割角度以将长腿角度调整为对应于落入第一预选数值范围内的角度和/或设定初始规划的远侧股骨切割角度以恢复关节线。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度还可包括确定初始规划的近侧胫骨切割角度是否对应于落入第二预选数值范围内的角度。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度还可包括当确定初始规划的近侧胫骨切割角度确实对应于落入第二预选数值范围内的角度时，将规划的远侧股骨切割角度设定为初始规划的远侧股骨切割角度，并将规划的近侧胫骨切割角度设定为初始规划的近侧胫骨切割角度。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度还可包括当确定初始规划的近侧胫骨切割角度不对应于落入第二预选数值范围内的角度时，将规划的近侧胫骨切割角度设定为修改达调整角度的初始规划的近侧胫骨切割角度，使得规划的近侧胫骨切割角度对应于落入第二预选数值范围内的角度。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度还可包括当确定初始规划的近侧胫骨切割角度不对应于落入第二预选数值范围内的角度时，将规划的远侧股骨切割角度设定为修改达调整角度的初始规划的远侧股骨切割角度。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度可包括确定关节线相对于胫骨机械轴线的角度是否对应于落入第二预选数值范围内的角度。确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度还可包括设定规划的近侧胫骨切割角度以恢复关节线并且/或者初始规本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度的方法，所述方法将用于在患者腿部膝盖上执行的全膝置换外科手术中，包括：设定在所述胫骨机械轴线和所述股骨机械轴线之间的长腿角度的第一预选数值范围；设定近侧胫骨切割角度的第二预选数值范围；以及使用从所述患者获得的解剖学数据来确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度，所述解剖学数据限定所述患者的胫骨机械轴线、股骨机械轴线和膝关节线，其中所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度确保由所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度引起的所述长腿角度对应于所述第一预选数值范围内的角度，并且所述规划的近侧胫骨切割角度对应于所述第二预选数值范围内的角度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.24 US 62/0546041.一种确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度的方法，所述方法将用于在患者腿部膝盖上执行的全膝置换外科手术中，包括：设定在所述胫骨机械轴线和所述股骨机械轴线之间的长腿角度的第一预选数值范围；设定近侧胫骨切割角度的第二预选数值范围；以及使用从所述患者获得的解剖学数据来确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度，所述解剖学数据限定所述患者的胫骨机械轴线、股骨机械轴线和膝关节线，其中所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度确保由所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度引起的所述长腿角度对应于所述第一预选数值范围内的角度，并且所述规划的近侧胫骨切割角度对应于所述第二预选数值范围内的角度。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度包括：确定所述长腿角度是否对应于落入所述第一预选数值范围内的角度。3.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：设定初始规划的近侧胫骨切割角度以恢复所述关节线并且/或者设定初始规划的远侧股骨切割角度以恢复所述关节线。4.根据权利要求3所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：确定所述初始规划的近侧胫骨切割角度是否对应于落入所述第二预选数值范围内的角度。5.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：当确定所述初始规划的近侧胫骨切割角度不对应于落入所述第二预选数值范围内的角度时，将所述规划的远侧股骨切割角度设定为所述初始规划的远侧股骨切割角度，并且将所述规划的近侧胫骨切割角度设定为所述初始规划的近侧胫骨切割角度。6.根据权利要求3所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：当确定所述初始规划的近侧胫骨切割角度不对应于落入所述第二预选数值范围内的角度时，将所述规划的近侧胫骨切割角度设定为修改达调整角度的所述初始规划的近侧胫骨切割角度，使得所述规划的近侧胫骨切割角度对应于落入所述第二预选数值范围内的角度。7.根据权利要求6所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：当确定所述初始规划的近侧胫骨切割角度不对应于落入所述第二预选数值范围内的角度时，将所述规划的远侧股骨切割角度设定为修改达所述调整角度的所述初始规划的远侧股骨切割角度。8.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：设定初始规划的近侧胫骨切割角度以将所述长腿角度调整为对应于落入所述第一预选数值范围内的角度和/或设定初始规划的远侧股骨切割角度以恢复所述关节线。9.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：确定所述初始规划的近侧胫骨切割角度是否对应于落入所述第二预选数值范围内的角度。10.根据权利要求9所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：当确定所述初始规划的近侧胫骨切割角度对应于落入所述第二预选数值范围内的角度时，将所述规划的远侧股骨切割角度设定为所述初始规划的远侧股骨切割角度，并且将所述规划的近侧胫骨切割角度设定为所述初始规划的近侧胫骨切割角度。11.根据权利要求9所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：当确定所述初始规划的近侧胫骨切割角度不对应于落入所述第二预选数值范围内的角度时，将所述规划的近侧胫骨切割角度设定为修改达调整角度的所述初始规划的近侧胫骨切割角度，使得所述规划的近侧胫骨切割角度对应于落入所述第二预选数值范围内的角度。12.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：当确定所述初始规划的近侧胫骨切割角度不对应于落入所述第二预选数值范围内的角度时，将所述规划的远侧股骨切割角度设定为修改达所述调整角度的所述初始规划的远侧股骨切割角度。13.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度包括：确定所述关节线和所述胫骨机械轴线之间的角度是否对应于落入所述第二预选数值范围内的角度。14.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：设定所述规划的近侧胫骨切割角度以恢复所述关节线并且/或者设定初始规划的远侧股骨切割角度以恢复所述关节线。15.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：确定由所述规划的近侧胫骨切割角度和初始规划的远侧股骨切割角度引起的所述长腿角度是否对应于落入所述第一预选数值范围内的角度。16.根据权利要求15所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：当确定由所述规划的近侧胫骨切割角度和初始规划的远侧股骨切割角度引起的所述长腿角度对应于落入所述第一预选数值范围内的角度时，将所述规划的远侧股骨切割角度设定为所述初始规划的远侧股骨切割角度。17.根据权利要求15所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：当确定由所述规划的近侧胫骨切割角度和初始规划的远侧股骨切割角度引起的所述长腿角度不对应于落入所述第一预选数值范围内的角度时，将所述规划的远侧股骨切割角度设定为修改达调整角度的所述初始规划的远侧股骨切割角度，使得所产生的长腿角度对应于落入所述第一预选数值范围内的角度。18.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：使用调整角度将所述规划的近侧胫骨切割角度设定为对应于落入所述第二预选数值范围内的角度，并且使用所述调整角度设定初始规划的远侧股骨切割角度。19.根据权利要求18所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：确定由所述规划的近侧胫骨切割角度和初始规划的远侧股骨切割角度引起的所述长腿角度是否对应于落入所述第一预选数值范围内的角度。20.根据权利要求19所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：当确定由所述规划的近侧胫骨切割角度和初始规划的远侧股骨切割角度引起的所述长腿角度对应于落入所述第一预选数值范围内的角度时，将所述规划的远侧股骨切割角度设定为所述初始规划的远侧股骨切割角度。21.根据权利要求19所述的方法，其中确定所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度还包括：当确定由所述规划的近侧胫骨切割角度和初始规划的远侧股骨切割角度引起的所述长腿角度不对应于落入所述第一预选数值范围内的角度时，将所述规划的远侧股骨切割角度设定为修改达另一调整角度的所述初始规划的远侧股骨切割角度，使得所产生的长腿角度对应于落入所述第一预选数值范围内的角度。22.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一预选数值范围不大于3°。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述第一预选数值范围对应于177°至180°的内侧长腿角度。24.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二预选数值范围不大于3°。25.根据权利要求24所述的方法，其中所述第二预选数值范围对应于所述胫骨切割线和胫骨机械轴线之间且在内侧上的87°至90°的角度。26.根据权利要求6、11或18所述的方法，其中所述调整角度使所述近侧胫骨切割角度对应于所述第二预选范围的最接近值。27.根据权利要求17所述的方法，其中所述调整角度使所述长腿角度对应于所述第一预选范围的最接近值。28.根据权利要求21所述的方法，其中所述另一调整角度使所述长腿角度对应于所述第一预选范围的最接近值。29.根据权利要求1至28中任一项所述的方法，其中所述方法是计算机实施的方法。30.一种以非暂态形式存储计算机程序代码的计算机可读介质，其中所述计算机可读代码能够由数据处理器执行，以执行根据权利要求1至29中任一项所述的方法。31.一种数据处理装置，其包括：数据处理器；和根据权利要求30所述的计算机可读介质，并且其中所述计算机程序代码能够由所述数据处理器执行。32.一种计算机辅助外科手术系统，其包括根据权利要求31所述的数据处理装置。33.一种介质承载用户可读指令，其使所述用户能够执行根据权利要求1至28中任一项所述的方法。34.一种在患者腿部膝盖上执行全膝置换外科手术的方法，包括：获得所述患者的腿部的解剖学数据，其中所述解剖学数据允许确定所述股骨机械轴线、所述胫骨机械轴线和所述膝盖的关节线；确定规划的近侧胫骨切割角度和规划的远侧股骨切割角度，其中所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度确保由所述规划的近侧胫骨切割角度和所述规划的远侧股骨切割角度引起的所述胫...

【专利技术属性】
技术研发人员：SJ舒佩，MJ罗克，DR沃夫森，G富萨里，HE托莫斯，RE马修斯，J纳伊博尔，M海德雷斯，
申请(专利权)人：德普伊爱尔兰无限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰,IE