植入膝假体的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种为准备植入全部膝关节内假体用于在股骨（１）和胫骨（２）处定位和实施切除术的设备，包括一个可以可拆式地锁定在股骨（１）末端区内的基准装置（５），它的定向可相对于股骨（１）位置准确地定位，以及包括一个与基准装置（５）可运动地连接的切割装置，尤其是用于导引锯片（１２）的刀具规（１１）或带锯片（１２）的锯切装置（１４），其中，切割装置尤其锯片（１２）的定向至少借助于基准装置（５）的定向确定。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种设备和一种方法，它们允许外科医生在植入全部膝关节内假体时以特别精确的方式实施股骨和胫骨的截切。在股骨和胫骨上截切线准确定位对于全部膝关节内假体长的使用寿命有决定性意义。迄今实施截切即使对于一位有经验的外科医生也是极其苛求的，因为必须通过手术根据预定的内假体几何尺寸提供规范的支承面，在这种情况下规范的支承面应按照要求的腿的力学轴线定向，必要时还应校正病理学的位置缺陷，而且除此之外应顾及存在的韧带和肌肉的位置和作用。通常胫骨和股骨的定向借助于可能凭借的髓内或髓外的辅助手段通过检查进行，在这种情况下作为附加的阻碍是往往难以接近手术区。这些边界条件即使对于经验非常丰富的外科医生也可能使他们陷入困境。全部膝关节内假体由一个固定在股骨上的和一个固定在胫骨上的构件组成。在全部膝关节内假体能植入前，股骨和胫骨相邻的骨区必须用恰当的方式切除，以便根据内假体的几何形状提供规范的支承面。通常切除胫骨和股骨的正面。此外，至少股骨提供至少一个所谓的背侧的切口和一个腹侧的切口，因为全部内假体的股骨部分通常设计成U形。一般由膝假体制造厂提供的工具不可能将在股骨上和胫骨上所需要的骨切口制成具有要求的精度。但还应考虑另一个重要的要求，那就是膝假体在膝弯曲和伸展时互相滑动的构件始终有正确的相对位置，也就是说，腿力学轴线与腿生理学轴线的偏差最大允许3°内偏或3°外偏，优选地偏差小于±2°。此外应考虑在两个构件之间通过韧带和肌肉造成的柔性连接，只要在假体植入时保持了韧带和肌肉。这就要求韧带机构均衡，这种均衡性无论在伸展时还是在屈曲时均保证膝关节有良好的稳定性。用于植入全部膝关节内假体的已知的工具通常包括下列装置-胫骨相对于股骨定向以获得要求的腿轴线位置的装置；-形成期望的膝韧带张紧度的装置；-实施截切胫骨和股骨用的形式上为刀具规的装置，它用来导引锯片。由印刷品EP 0 322 363 A1已知一种此类工具。这种工具为了胫骨和股骨定向采用髓外装置(extramedullary alignment system)，其缺点在于股骨的定向只能借助于X光机确定。此外，用于骨切割的基准系统的固定根据目测进行，在这种情况下还使基准系统难以接近手术区。由印刷品EP 0 691 110 A2已知另一种工具。这种工具为了胫骨和股骨定向采用髓内装置(imtramedullary alignment system)，其缺点在于，为了胫骨和股骨相互固定各需要一导针，它插入胫骨或股骨的骨髓腔内。这种在骨髓腔内的插入会导致血栓形成或栓塞，从而可能促使致死。本专利技术的目的是创造一种为准备植入全部膝关节内假体在股骨和胫骨上用于截切刀口定位的设备及方法，它简单和能可靠再现地实施。此目的通过具有权利要求1、15或23特征的设备达到。从属权利要求2至14、16至22和24至36涉及按本专利技术方法的设备其他有利的设计。此外，此目的通过具有权利要求37特征的方法达到。在一种有利的设计中，按本专利技术的设备包括一个主要由可以可拆式地锁定在股骨末端区内的基座和铰接和/或可移动地与基座连接的基准体组成的基准装置，基准体有一个坐标系X、Y、Z确定机构，其中，基准体的定向可相对于股骨位置准确地定位，以及设一个在基准体与基座之间作用的操纵机构用于固定它们的相对位置，确定坐标系X、Y、Z的机构设计用于定向地固定加工装置，如刀具规、底梁或测量装置。这种设备的优点在于，基准装置与股骨牢固连接以及优选地沿股骨负荷轴线的延伸方向定向，以及，在股骨和胫骨上的所有切口均相对于此基准系统定向地操作，所以可以在股骨和胫骨上形成非常准确和按规定方向延伸的截切刀口或截切面。基准装置可以在股骨上固定许多不同设计的机构，例如借助于骨螺钉或至少部分围绕股骨的夹钳，此外为了改善锚固夹钳可以有插入股骨内的销钉。按另一种有利的设计，本专利技术的设备包括一个可以在骨髓外和可拆式地固定在股骨末端区内的基准装置，它的定向可相对于股骨位置准确地定位，以及包括一个可在骨髓外和可拆式地固定在胫骨上的胫骨轨，其中，胫骨轨的定向可相对于胫骨位置准确地定位，以及包括一个将基准装置和胫骨轨可拆式地牢固连接的固定装置。按本专利技术的这种实施形式的优点在于，可将胫骨相对于股骨置于一个准确规定的位置，然后可以固定。因此在胫骨上的截切刀口的延伸方向可通过固定在股骨上的切割装置规定。胫骨相对于股骨的位置可以准确调整，以便例如校正腿力学轴线的走向。在一种有利的设计中，固定装置设计成U形或矩形，所以在膝上的手术区即使在装上了固定装置的情况下也能基本上自由接近。在另一种有利的设计中，按本专利技术的设备包括一个可以可拆式地锁定在股骨末端区内的基准装置，它的定向可相对于股骨位置准确地定位，以及包括一个与基准装置可运动地连接的切割装置，尤其是用于导引锯片的刀具规或带锯片的锯切装置，其中，切割装置尤其锯片的定向至少借助于基准装置的定向确定。切割装置可采用不同的切割方法，例如锯、超声波切割器，或也可使用激光器。按本专利技术的设备可按这样的方式导引切割装置，即，使切口沿规定的方向延伸。为了制成切口业已证明采用锯是一种有利的方法。按一种特别有利的设计，锯切装置包括一锯片，它的延伸方向确定一个锯片平面，其中，锯切装置通过连接机构固定在基准装置或调整装置上，以及，连接机构和锯切装置按这样的方式设计，即，使锯片只能在锯片平面内移动地支承着。这种实施形式的优点是，明确规定了锯片的定向，所以手术医生只需关注锯片朝骨方向的运动和截切的实施，有把握的是截切平面的定向肯定是正确的。这意味着在截切期间使手术医生的工作变得容易得多，它可以将注意力主要集中于截切，与此同时他可以集中注意力于可能存在的障碍物如韧带上，但无须担忧锯的延伸方向。按本专利技术的设备也可以电动机驱动。此外可设一计算机，它监测或甚至控制设备的移动和截切。按本专利技术用于在股骨或胫骨上实施截切的方法，尤其借助一固定在股骨末端区上并接着相对于股骨延伸方向定向的基准装置，以及，借助一个用于导引锯片的刀具规或带锯片的锯切装置与已定向的基准装置可移动地连接并沿一个规定截切走向的方向导引，以及借助定向导引的锯片实施截切。下面借助于实施例说明本专利技术。其中附图说明图1a固定在股骨上的底板透视图；图1b底板下视图；图2a基准装置侧视图；图2b基准装置俯视图；图2c基准装置后视图；图3固定在股骨上的基准装置透视图；图4固定在基准装置上的检验规透视图；图5可与基准装置连接的定向杆透视图；图6、7胫骨轨透视图；图8借助于定向杆检验胫骨轨的透视图；图9借助于固定夹在弯曲90°时固定的关节透视图；图10固定在基准装置上的移动装置；图11有底梁和固定在底梁上的测量梁的移动装置视图；图12固定在底梁上的刀具轨视图；图13a用于植入膝假体的总系统透视图；图13b基准装置和固定在基准装置上的切割装置的俯视图；图13c止动装置详图；图14借助于计算机控制的驱动器示意图；图15股骨和胫骨纵向图及其轴线走向；以及图16a-16d固定在股骨上的底板的另一种实施例。下面相同的部分采用同一个标号。用于植入全部膝关节内假体的按本专利技术的设备或按本专利技术的方法的基本思想是使用一个基准系统，它可锚固在股骨1上。此基准系统作为所有操作和工艺步骤的基准，以便胫骨2相对于股骨1定向和在本文档来自技高网...

【技术保护点】
为准备植入全部膝关节内假体在股骨（１）和胫骨（２）处用于截切刀口定位的设备，包括一个基准装置（５），它主要由可以可拆式地锁定在股骨（１）末端区内的基座（５ａ）和铰接和／或可移动地与基座（５ａ）连接的基准体（５０）组成，基准体有一个坐标系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）确定机构（５ｍ、５ｐ、５ｚ），基准体（５０）的定向可相对于股骨（１）位置准确地定位，以及设一个在基准体（５０）与基座（５ａ）之间作用的操纵机构（５ｌ、５ｒ）用于固定它们的相对位置，确定坐标系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）的机构（５、５ｐ、５ｚ）设计用于定向地固定加工装置，如刀具规（１１）、底梁（１０ｇ）或测量装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩哈德豪瑞，托马斯豪瑞，维尔纳贝尔纳，
申请(专利权)人：内用假肢股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]