CN103732160B - 用于提供对患者组织的参考指示的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于提供对患者组织的参考指示的装置（100），包括具有针对特定患者的首要配合面（106）的首要定位块（102），所述首要配合面的轮廓设置成用于以预定的首要配合取向与所述组织的一部分配合接触，所述首要配合取向响应于所述组织的外科手术前的成像被定制构造而成。至少一个安装特征（108）被设置至所述首要定位块。至少一个第二部件（104）被构造成用于与所述首要定位块选择性接合。所述第二部件为非定制的第二部件和针对特定患者的第二部件中至少之一。所述第二部件提供对所述组织的至少一部分的参考指示。所述首要定位块的安装特征被构造成用于以预定的第二安装关系与至少一个第二部件接合。所述第二安装关系响应于所述组织的外科手术前的成像为所述组织定制构造而成。

Description

用于提供对患者组织的参考指示的装置和方法
相关申请
本申请要求2011年5月19日提交的美国临时申请No.61/487,908的优先权，其主要内容作为一个整体通过参考被合并于此。
技术领域
本发明涉及用于提供对患者组织的参考指示的装置和方法，并且更特别地，涉及用于引导对患者组织的切除和修饰的方法和装置，以便在期望的植入位置接收假体植入构件。
背景技术
微创手术（“MIS”）正迅速成为用于将假体构件向患者体内植入的标准。例如，MIS肩关节置换术的使用包含大约7-9cm的皮肤切口并且在没有先前所需的对患者的整个肩部区域切开的情况下被执行。用于关节置换的MIS技术可以减少对患者的创伤，同时具有更少的痛苦、更少的失血、更短的康复期、稳定更快、以及该关节训练时更少的术后限制。MIS的使用还可以比传统手术给予该假体关节更好的固定和功能，这又可以为该假体关节促成增加的寿命。MIS还可以比传统技术以相当短的住院时间完成，并且甚至对门诊手术而言可以是可用的，在很多案例中提供了与良好的患者预后相连的经济效益。
在无论是经由MIS或者任何其它合适的外科技术完成的假体肩关节置换中，肱骨的头部被切除并被置换以假体头部，该假体头部利用肱骨的干骺端和/或骨干内的柄部被固定至该骨头。该肱骨的头部与原本的关节窝（半关节成形术）或与假体关节窝构件实现关节连接。肱骨的切骨术在该肱骨的解剖颈处或附近被进行。此切骨术确定出肱骨的头部颈干角和最终的植入体的型式（version）。在具有与关节炎有关的畸形的患者中，该解剖颈难以确定，使得该外科医生难以确定此切骨术的精确位置。目前用于此过程的标准的普通的常备的切割导向装置仍需要外科医生来识别这些解剖标志以便放置该切割导向装置。
可能为全肩关节置换术带来成功的一个因素是在手术期间提供伤口的清楚全面的视图以便完成精确的手术和对假体构件的期望的定位。在与肩关节置换假体构件的植入相关联的精确手术中，对于肱骨头部来说重要的是以高的精确度被切除。为此，切骨模板通常被使用，规划的切割平面的水平和取向借此被转移到患者的肱骨上以便引导外科医生。利用目前发展中的外科手术前的规划方法，患者的肱骨的计算机模型将经常基于CT，射线照相术，或其它的外科手术前获得的图像被产生。基于该模型，用于该患者肱骨的期望的切割平面可以被确定。
切骨模板存在以便在常规手术中使用，但目前有对改进的切骨模板的需求。用于在很多髋关节、肩关节、或其它种类的假体置换中使用的切除导向装置，无论使用MIS或其它的手术类型，凭借比目前所使用的切除导向装置相当地小、用来通过不同的开口***、使用不同的解剖标志、允许更精确的切骨术、以及在规划的位置中更易于定位而将比目前所使用的导向装置有用。
因为传统的切骨模板不适合于个体患者，它们需要外科医生切除病骨来识别标志以便放置该模板并进行切割、或者以便在不使用任何模板或切割导向装置的情况下使用该解剖标志来进行切骨术。其难点在于该外科医生识别病态情况下的解剖标志的能力。这意味着对于具有解剖偏差的患者来说，使用传统的多用途切骨模板存在精度的下降，由此得出并非最佳的最终结果。此外，对于具有较大解剖偏差的患者来说，大多数多用途模板将由于调整的可能性方面的局限而难以使用。即使对于没有大偏差的患者来说，当使用多用途模板时，在手术期间执行对切骨模板的调整将是必要的，这导致增大的错误风险，增加的手术时间以及由此增大的并发症风险。
发明内容
在本发明的一实施方式中，用于提供对患者组织的参考指示的装置被描述。首要定位块包括轮廓设置成用于与患者组织的一部分配合接触的针对特定患者的首要配合面。该首要配合面被定制构造成响应于患者组织的外科手术前的成像以预定的首要配合取向与患者组织相配合。至少一个安装特征被设置至该首要定位块。至少一个第二部件被构造成用于与首要定位块选择性接合。该第二部件为非定制的常备第二部件和针对特定患者的第二部件中至少之一。该第二部件提供对患者组织的至少一部分的参考指示。首要定位块的该安装特征被构造成用于以预定的第二安装关系与至少一个第二部件接合。该第二安装关系响应于患者组织的外科手术前的成像为该患者组织定制构造而成。
在本发明的一实施方式中，用于提供对患者组织的参考指示的方法被描述。首要定位块包括轮廓设置成用于与该患者组织的一部分配合接触的针对特定患者的首要配合面，并且至少一个安装特征被设置至该首要定位块。该首要配合面至少部分地响应于该患者组织的外科手术前的成像以预定的首要配合取向与该患者组织相配合。被构造成用于与该首要定位块选择性接合的至少一个第二部件被提供。该第二部件为非定制的常备第二部件和针对特定患者的第二部件中至少之一。首要定位块的该安装特征以预定的第二安装关系与至少一个第二部件接合。该第二安装关系响应于该患者组织的外科手术前的成像为该患者组织定制构造而成。对该患者组织的至少一部分的参考指示利用该第二部件被提供。
在本发明的一实施方式中，用于使对长骨患者组织的切除，重新定位，钻孔，修整和构造检验中至少之一便利的***被提供。首要定位块包括轮廓设置成用于与长骨的非目标部分配合接触的针对特定患者的首要配合面。该首要配合面被定制构造成响应于该长骨的外科手术前的成像以预定的首要配合取向与该患者组织的非目标部分相配合。至少一个安装特征被设置至该首要定位块。至少一个第二部件被构造成用于与该首要定位块选择性接合。该第二部件为非定制的常备第二部件和针对特定患者的第二部件中至少之一。该第二部件提供对该长骨的至少一部分的参考指示以便使对长骨的目标部分的切除，重新定位，钻孔，修整和构造检验中至少之一便利。首要定位块的该安装特征被构造成用于以预定的第二安装关系与至少一个第二部件接合。该第二安装关系响应于该长骨的外科手术前的成像为该长骨定制构造而成。
附图说明
为更好地理解本发明，可以参考附图，其中：
图1是本发明一实施方式的构造的透视侧视图；
图2A-2E是图1的实施方式的各个构件的单独的透视图；
图3是用于图1的实施方式的示例使用环境的侧视图；
图4-9举例说明了图1的实施方式在图3的使用环境中的一系列操作；
图10示意地描绘出在图4-9的一系列操作中的手术步骤；以及
图11是本发明一实施方式的构造的透视侧视图。
具体实施方式
根据本发明，图1描绘出用于提供对患者组织（从图1的视图中被省略）的参考指示的装置100的示例构造，并且其可以被用于引导患者组织的切除和修饰以便在期望的植入位置中接收假体植入构件，或用于任何其它期望的目的。该患者组织此处被示出和描述至少为肱骨长骨，并且该植入构件此处被示出和描述至少为具有***钻出的肱骨髓内管道中的柄部的已知类型的肱骨假体肩部构件。然而，该患者组织和相应的植入构件可以是任何期望的类型，诸如，但不限于，髋关节，肩关节，膝关节，踝关节，指关节，跖关节，脊柱结构，长骨（例如，骨折部位），或任何其它对于本发明而言合适的患者组织使用环境。例如，该植入构件可以是内部固定装置（例如，骨板），置换术/假体关节结构，或者置换或补充（augment）失去的或受损的机体部分的任何其它合适的人工装置。该植入构件此处将被描述为假体植入构件。
装置100包括首要定位块102和构造成用于与首要定位块选择性接合的至少一个第二部件（secondaryitem）104。首要定位块102包括针对特定患者的首要配合面106，其轮廓设置成用于与患者组织的至少一部分配合接触。术语“配合”在此被用来指示两个结构的轮廓在至少两个尺寸上至少部分地被匹配或被协调的关系。例如，首要配合面106和患者组织表面二者可以具有凹形弯曲的，凸形弯曲的，平面的/直线的，或者那些或其它外形形状的任意组合的外形。首要配合面106可以被定制构造成响应于患者组织的外科手术前的成像以预定的首要配合取向与患者组织相配合。首要定位块还可以包括至少一个安装特征108（两个被示出）。
图2A-2E是图1所示的装置100的各个构件的单独的透视图，并且包括关于每个第二部件104和首要定位块102之间的第二安装关系的细节。图2A和2B描绘了首要定位块102的不同方面。首要定位块102的首要配合面106示于图2A的视图中。尽管首要配合面106大致为二维的（例如，不规则线）以用于与患者组织大致线接触是可能的，但预期的是，对于本发明的很多应用，首要配合面106将是三维的以用于与患者组织的相应部分或层相配合，如图2A和2B中所示。
示于图1和2C中的第二部件104'包括定位指示器210，其可以帮助校验该装置100的至少一部分相对于患者组织的位置。为此，定位指示器210具有针对特定患者的第二配合面212，其可以被定制构造成响应于患者组织的外科手术前的成像以预定的第二配合取向与患者组织的一部分相配合。第二配合取向可以是与首要配合取向不一致的。即，取决于装置100的构造，与第二配合面212相配合的患者组织的那部分可以不同于与首要配合面106相配合的患者组织的那部分，尽管患者组织的这两部分可以是相邻的或甚至是邻接的。该“不一致”的性质是独立于那（些）个表面与患者组织的配合的时间选择之外的，因为首要和第二配合面106和212可以是在同一时间/时期或在不同的时间/时期与患者组织不一致地配合的。
第二部件104的其它选项包括切割指示器214，例如以图2D的第二部件104"所示的，和钻头引导器216，例如以图2E的第二部件104"'所示的。切割指示器214，如果存在时，被构造成用于与执行对患者组织的切除和修整至少之一的切割工具的引导关系。“引导关系”在此被用来指示该“引导”构件稳定和/或指引该“被引导”构件的运动。出于后面将变得明显的原因，图2E的第二部件104"'的边缘218也可以用作切割指示器214。钻头引导器216，如果存在时，将穿刺工具引导到患者组织中。
首要定位块102的每个安装特征108可被构造成用于以预定的第二安装关系与至少一个第二部件104接合。例如，第二部件104可以包括用于以预定的第二安装关系与首要定位块102的安装特征108接合的第二安装特征220。第二安装关系可以响应于患者组织的外科手术前的成像为该患者组织定制构造而成，并且可以通过安装特征108和/或第二部件104的构造被制成针对特定患者的。预期的是，对于本发明的大多数应用，对于每个第二部件104将仅有一种与首要定位块102的合理的第二安装关系，以便为使用者就外科手术前规划的参考指示正在被可靠地传递到实际的患者组织而提供高度的信心。位于首要定位块102和第二部件104之一或两者上的键和/或槽，可以被用来帮助以与首要定位块的预定关系引导和/或固定第二部件。
任选地，至少一个锚定特征可被设置至首要定位块102和（一个或多个）第二部件104之一或两者上以用于为装置100的那部分相对于患者组织提供稳固性、稳定性和位置指示中至少之一。例如，并且如图2A和2B所示，锚定特征包括多个锚定结构222，其分别被构造成引导锚定栓（未示出）在预定的位置和轨迹中进入患者组织。（该位置和/或轨迹可以在外科手术前被选定，例如，以便锚定至实心的患者组织中或避免妨碍病态的患者组织。）在图2A和2B的配置中，（一个或多个）锚定栓***作以提供首要定位块102相对于患者组织在首要配合取向中的稳固性、稳定性和位置指示中至少之一，如下面将要讨论的。类似地，如图2E中所示，第二部件104'"可以包括一个或多个锚定结构222，其可以被用来与锚定栓（未示出）合作以便提供该第二部件相对于患者组织在预定的位置处的稳固性、稳定性和位置指示中至少之一，无论该第二部件的（一个或多个）锚定结构是否提供轨迹引导。
利用定位指示器210，切割指示器214，钻头引导器216，和/或任何其它合适的结构，第二部件104-无论其具体构造是什么-可以便于患者组织的切除，重新定位，钻孔，修整和配置（例如，定位）检验中至少之一。这些及类似的性质在此被集体称为提供对患者组织的“参考指示”。参考指示例如在将外科手术前规划的虚拟尺寸、角度、切除位置、和其它物理性质物理传递至实际的患者组织时可能是有用的。为协助此工作，预定的第二安装关系可被设置到装置100上。
如图2A和2B中所示，首要定位块102可以包括一个或多个安装特征108，其中所描绘的示例实施方式包括用键接合的母型安装特征108'和用键接合的公型安装特征108"，二者都被构造成以公对母（或母对公）的安装关系可移除地接收相应形状的第二安装特征220。借助于实例，图2C的第二部件104'被描绘为包括构造成用于与用键接合的母型安装特征108'相配合的公型第二安装特征220，并且图2D和2E的第二部件104"和104"'都被描绘成包括用于与用键接合的公型安装特征108"相配合的环状母型第二安装特征（包括围绕安装特征108"的全部或部分周向地延伸的圆筒形特征），尽管任何合适结构的安装特征108可以由本领域的普通技术人员设置。该“用键接合的”特征，如果存在时，可以包括首要定位块102和第二部件104任一或两者上的腔224和/或突起226，或任何其它可以以预定的第二安装关系帮助形状配合地定位、和任选地帮助保持该装置100结构的结构。任选地，稳固孔228可被设置在首要定位块102和第二部件104任一或两者中以便接收销、螺栓、螺钉、钉子、钢丝、或其它紧固件以便帮助以预定的第二安装关系保持装置100的结构。
因为首要定位块102的至少首要配合面106部分被预期为每个患者定制加工而成，同样，定制构造首要定位块的（一个或多个）安装特征108也可以是可能的，以便在特殊的针对特定患者的取向中接收第二部件104。例如，用键接合的母型安装特征108'和/或用键接合的公型安装特征108"可以具有适当的构造，任选地包括与首要配合面106成预定关系的腔224和/或突起226，使得配合到该安装特征的任何第二部件104将以预定的角度从那里延伸。换句话说，尽管用键接合的公型安装特征108"具有相对于其成特定角度关系的腔224，但该腔224可以围绕安装特征108"的圆周被旋转使得腔224相对于该安装特征位于另一角度关系中（例如，在图2B的取向中进一步顺时针或逆时针的），这将导致配合的第二部件104达到与首要配合面106的，并且通过延伸达到与患者组织的，期望的和潜在地针对特定患者的取向。
本领域的普通技术人员将理解，其中第二部件104被首要定位块102保持（通常可移除地保持）在预定的相对位置中的该第二安装关系可以通过与该第二部件相互作用的安装特征108的布置和构造被制成针对特定患者的。该第二安装关系还或替代地可以通过与首要定位块102相互作用的（第二部件104的）第二安装特征220的布置和构造被制成针对特定患者的（例如，腔224、突起226、或第二安装特征220的任何其它部分或首要定位块的任何安装特征108的布置和构造）。以这种方式，本领域的普通技术人员将能够设计装置100的与该装置的一个或多个常备的（stock）或非针对特定患者的构件（例如，（一个或多个）第二部件104）相互作用的针对特定患者的构件（例如，首要定位块102）以便在作为整体的该装置中提供某种程度的患者专属性（patient-specificity）。用于提供参考指示的装置100的这种患者专属性有望使外科手术便利，并且否则的话可能是实现起来不能得到的、过于昂贵的、和/或不合需要地费时的。
用于根据本发明一实施方式的装置100的示例性患者组织使用环境在图3中示出。图3中描绘的患者组织为长骨，更特别地为肱骨324，尽管该装置100可以与任何合适的患者组织一起使用。肱骨324的中心部分是骨干（在326处近似地示出），在该肱骨的任一端具有骨骺（在328处近似地示出）。下面的描述假定肱骨的头部330（在图3的取向中在页面右侧的骨骺328）正被切除并且髓内管道（即，骨干326的内部）正被扩孔（broach），铰大（ream），和/或钻出（drill）以便接收肱骨假体肩关节构件的柄部，其中该外科手术过程的至少一部分在装置100的协助下被执行。在图1和4-9中以各种可选的构造示出的装置100，可以响应于患者组织外科手术前的成像至少部分地为特定患者定制加工。例如，装置100，或其多个部分，可以被全部定做（例如，利用快速原型技术）或者可以由常备的导向器或导向器毛坯（未示出）被改造出。预期的是，装置100的至少一部分是仅适合在指明的手术位置使用的针对特定患者的、单一用途的、定做的特征，尽管本领域的普通技术人员能够造出一种装置—或其多个构件—其使用连接至常备的、普通的“可再次使用的”承载件（例如，可再次使用的第二部件104'可以承载一次性的/可替换的定位指示器210）的针对特定患者的“一次性的（disposable）”结构。然而，由于成本和复杂性原因，在本发明的具体应用中，装置100的使用者可能更喜欢使用针对特定患者的和一次性首要定位块102以及各种各样的可再次使用的和针对特定患者的/一次性的第二部件104，并且这是在下面的描述中将被假定的情形。
不管整个的/部分的定制加工状态，装置100可以响应于患者组织的外科手术前的成像和对常备的假体植入体的外科手术前的选择的至少之一而被构造成。例如，类似于2010年10月29日提交的、题为“SystemofPreoperativePlanningandProvisionofPatient-SpecificSurgicalAids”的共同未决的美国临时专利申请No.61/408,392（其全部内容通过引用被合并于此）中的***，或任何合适的外科手术前的规划***，可以被使用。以这种方式，使用者可以造出用于观察、操作、预演、或任何其它的外科手术前的任务的患者组织模型。
术语“模型”此处被用来表示实体或虚拟的物理项目（physicalitem）的复制品或拷贝，以任何相对比例并且在任何媒质中表现。该患者组织模型可以是受治疗的患者组织的整个的或部分的模型，并且可以以任何合适的方式被造出。例如，并且如在下面的描述中所假定的，患者组织模型可以基于输入到计算机辅助绘图（“CAD”）***的计算机断层摄影（“CT”）数据。另外地或替代地，患者组织模型可以基于数字或模拟射线照相术、磁共振成像，或任何其它合适的成像方法。患者组织模型通常将被显示以便该使用者在外科手术前回顾和操作，诸如通过使用计算机或其它图形工作站界面。
在外科手术前的规划期间，使用者可以查看该患者组织模型并且，基于其它患者特征（诸如，但不限于，身高，体重，年龄，和活动量）的认知，选择期望的常备的假体植入体。因为很多常备的假体植入体的三维图像模型是可用的，使用者或许能够经由外科手术前的计算机模拟在患者组织模型中虚拟地“安装”该常备的假体植入体。在这种模拟期间，使用者可以调整常备的假体植入体相对于患者组织的位置，甚至达到模拟这两者之间的动态交互的程度，以便为了期望的患者结果而改善对该常备的假体植入体的选择、放置、和取向。
一旦被选中的常备的假体植入体被虚拟地放置在相对于患者组织期望的位置和取向中，将被理解，可能需要对原本的患者组织做出一些机械的修饰—包括，但不限于，切除，重新定位，钻孔，修整—以便实现该期望的假体植入体放置。经由外科手术前的成像和/或计算机模拟/建模获得的用于特定的患者组织的修饰信息可以通过装置100的定制加工而被转换成用于该使用者的实体帮助。当外科手术前的规划已被完成时，可以生成具有相对于该虚拟植入体和该虚拟患者组织而被选中的特定特性的虚拟装置100。于是，如果需要的话，该使用者在实体的植入体被生产之前可以有机会来调整该虚拟植入体。
患者的姓名，识别号码，外科医生的姓名，和/或任何其它期望的标识符可以以易读的方式被模制到，印刷在，安装至，或其它方式关联于装置100或其多个部分之中或之上。装置100可以由任何合适的材料或材料的组合制成，并且可以使用任何合适的方法被造出，这些方法诸如，但不限于，选择性激光烧结（“SLS”），熔融沉积成型（“FDM”），光固化成型（“SLA”），分层实体制造（“LOM”），电子束熔炼（“EBM”），3维打印（“3DP”），由合适材料的成型铣削，计算机数字控制（“CNC”），其它的快速成型方法，或任何其它期望的制造工艺。
不管其那些构件是如何被提供的，图4描绘了一种针对特定患者的第二部件104'，其已经进入以预定的第二安装关系与首要定位块102的选择性接合以便形成装置100，该装置100已与肱骨324接触地被定位。首要定位块102的首要配合面106已被置于对肱骨324的非目标部分—即在装置100的使用期间肱骨的相对恒定且不变的部分—的预定的首要配合取向中，并且第二部件104'的第二配合面212已被置于对肱骨的目标部分的预定的第二配合取向中。在图4-9的示例中，肱骨324的非目标部分包括肱骨骨干的至少一部分，并且肱骨的目标部分包括肱骨骨骺328的至少一部分。
如图4所示，第二部件104'属于包括定位指示器210的类型，并且该定位指示器的第二配合面212与肱骨的头部330的预定部分相配合以帮助确定装置100相对于肱骨324的定位，并且任选地在外科手术过程中该装置的使用的初始阶段期间帮助稳固首要定位块102。（第二部件104'的这些功能都可被视作参考指示的提供。）这里，首要定位块102的首要配合面106已经与二头肌沟（未示出）的至少一部分相配合。一旦该使用者合理地确信首要定位块102处于相对于肱骨324的期望的首要配合取向中，一个或多个锚定栓432就可以与相应的锚定结构222相互作用以便将首要定位块102以前述的方式充分地固定至肱骨。
转向图5，针对特定患者的第二部件104'已经处于与用键接合的母型安装特征108'的第二安装关系中（任选地以便在外科手术的该阶段期间稳固装置100），并且常备的（非针对特定患者的）第二部件104"已被置于与首要定位块102的用键接合的公型安装特征108"的第二安装关系中。切割指示器214（此处，第二部件104"中的槽）已被放置于期望的切割平面位置以用于肱骨头部330的切除。尽管第二部件104"为常备的构件，本领域的普通技术人员可以容易地理解，参照图5，针对特定患者的首要定位块102的用键接合的公型安装特征108"的布置和取向—例如，设定腔224相对于安装特征108"的其余部分的期望的旋转位置—将如何指示足以将常备的第二部件104"以期望的相对位置放置于肱骨的头部330的期望的针对特定患者的第二安装关系常备第二部件。例如，该第二安装关系可在外科手术前的规划期间被调整以便构造针对特定患者的首要定位块102并且由此以相对于肱骨的头部330的期望的角度放置切割指示器214。
如所示出的，第二部件104"包括切割指示器214，其为构造成接收并引导外科手术用的锯以便按照期望切除肱骨的头部330的槽。第二部件104"还或替代地可以沿着其顶部引导表面534引导外科手术用的锯或其它切割工具以便执行该期望的切除。因为外科手术用的锯或其它切割工具是锋利的并且其可能由于患者组织中的不规则、或由于对该工具的不精确使用而无法预见地运动，所以可能希望包含切割指示器214的该第二部件104"至少部分地由金属或耐用的并通常耐打碎的其它（多种）材料制成。材料选择应当选择成避免由于该工具和第二部件之间的接触而使碎屑从第二部件104"脱落至患者的组织中。然而，金属的（或其它耐用的材料）针对特定患者的结构可能制造起来是困难的和/或昂贵的。本发明提供对常备的，非针对特定患者的第二部件104"的使用以便被重复用于多个患者，因为首要定位块102的构造及第二安装关系的特性允许切割指示器214的引导功能的患者专用化而不需要包含该切割指示器的第二部件104"的患者专用化。
图6中，肱骨的头部324已被沿着规定的切割平面切掉而留下切骨表面636。第二部件104'和104"已从安装特征108'和108"分别被移除，留下由与锚定结构222相互作用的锚定栓432锚定至肱骨324的非目标的组织的首要定位块102。
继续参考图7，针对特定患者的第二部件104"'已被置于与首要定位块102的安装特征108"的第二安装关系中，而安装特征108'则被留空。第二部件104"'包括切骨术板738，其在第二部件104'"处于该第二安装关系中时以预定的角度从定位块102延伸。预期的是，该角度将把切骨术板738带入与肱骨324的切骨表面636大致完全接触并因此通过提供要么校验肱骨的头部330是否根据外科手术前的规划被切除、要么引导另外的加工操作以便纠正未按照规划发生的切除的参考指示而用作定位指示器。
图8和9描绘了图7的配置的各种附加视图，尽管装置100从图7的视图到图8的视图保持基本未变。图8中，示出了切骨表面636和上覆的切骨术板738的顶视图。任选地，并且如此处所描绘的，切骨术板738可以支承与被安装的假体肩关节构件的关系使得该切骨术板代表了该假体肩关节构件的“脚印（footprint）”。另外地或替代地，切骨术板636可以具有由使用者选中的周长/轮廓形状（不一定基于假体构件）以便充当模板或导板以帮助将任何期望的形状或边缘传递（impart）/转移（transfer）至肱骨324或另一保留的患者组织结构。无论该植入体“脚印”关系是否被提供，切骨表面636的从上方可见的和位于第二部件104'"的边缘218侧面的部分可能是不受欢迎的骨赘838并且可能被使用者去除以使肱骨324和假体肩关节构件之间的最后的界面平滑。以这种方式，边缘218充当模板或切割指示器214以便在外科手术过程期间在切除或其它去除不受欢迎的患者组织时引导使用者。
图9中，骨赘838已被去除，并且该图的取向替代地强调了第二部件104"'的钻头引导器216。第二部件104'"包括钻头引导器216，其用于提供参考指示以便引导对骨干326的钻孔、扩孔、刮削（rasping）、或其它加工以便容纳假体肩关节构件的刺入部分。一个或多个可拆除的钻头引导器隔离器940可以成组地或单独地与钻头引导器216相关联。（如此处所示，（一个或多个）钻头引导器隔离器940被套入钻头引导器216内并且可以用作“套筒”以屏蔽钻头引导器和钻头或其它被引导的工具之间的接触。）通过顺次使用（一个或多个）钻头引导器隔离器940，一连串钻孔、扩孔、刮削、或其它加工操作可被引导以便通过使用逐次增大的工具而逐步扩大患者组织中的孔。钻头引导器216可以是针对特定患者的以便引导钻头1042或其它穿刺工具（示意地示于图10中）以在具有对肱骨324本体的期望关系的预定位置处执行外科手术前规划的钻孔或其它刺入过程。任选地，钻头引导器216还可以包括钻头定程停止器（例如，钻头引导器结构的上边缘），其提供参考指示或者甚至限制该穿刺工具过分刺入骨干326的髓内管道中。
当期望的参考指示都已被执行时，装置100可以从患者组织被移除并且然后该外科手术过程可以快速地进行。装置100的针对特定患者的多个部分被丢弃并且装置100的常备的或非针对特定患者的多个部分被灭菌和返回库存以便随后用于其他患者。
示于这些图中的第二安装关系包括首要定位块102的（一个或多个）安装特征108和（一个或多个）第二部件104的（一个或多个）第二安装特征220之间的公对母摩擦配合相互作用。预期的是，这两个构件之间的摩擦配合足够坚固以将该（一个或多个）第二部件104保持在与首要定位块102的接合中直到使用者施加合理的力以从首要定位块中移除（一个或多个）第二部件。通常地，使用者将希望在没有从患者组织上移开首要安装表面106的情况下执行该移除。然而，本领域的普通技术人员能够容易地以任何期望的方式，并利用任何期望的、中间的紧固装置/技术而提供相互作用且接合在一起的首要定位块102的（一个或多个）安装特征108和（一个或多个）第二部件104的（一个或多个）第二安装特征220，上述紧固装置/技术诸如，但不限于，粘合剂、任何类型的摩擦接合（例如，从所示的那些进行公/母角色翻转）、附加紧固件（例如，开口销）、螺纹接合、俘获球机构（captured-ballmechanism）、外挡圈机构（external-collarmechanism）、磁体、（一个或多个）稳固孔228、任何其它合适的安装特征类型、或它们的任意组合。
另外地，本领域的普通技术人员也可以提供首要定位块102的对称的或其它的无方向性的/非针对特定患者的（一个或多个）安装特征108和/或能以很多种不同的第二安装关系适配在一起的（一个或多个）第二部件104的（一个或多个）第二安装特征220。为使这一布置为针对特定患者的，首要定位块102的（一个或多个）安装特征108和/或（一个或多个）第二部件104的（一个或多个）第二安装特征220可以包括可视指示器（例如，相配合的安装特征108和220之一或两者上的径向/度数刻度）以便协助使用者达到首要定位块和在处于第二安装关系中时的第二部件之间的期望的预定相对位置。
图11描绘出根据本发明的第二实施方式的装置100。图11的装置100类似于图1-9的装置100并且因此，图11的与参照图1-9描述的那些结构相同或相近的结构具有带小写字母“a”的附加部分的相同的附图标记。对通用元件和与前述实施方式中类似的操作的描述将不会关于第二实施方式被重复。
如图11中所示，首要定位块102a可以包括一个或多个安装特征108a，其中所描绘的示例实施方式包括四分之一圆的安装特征108'a和L形的（ell-shaped）安装特征108"a，二者都被构造成以公对母安装关系可移除地接收相应形状的第二安装特征220a。图11的第二部件104a包括用于与四分之一圆的安装特征108'a相配合的四分之一圆的第二安装特征220a，并且用于与图11的第二实施方式一起使用的另一第二部件（未示出）可能包括用于与L形的安装特征108"a相配合的L形的第二安装特征。因为首要定位块102a的至少首要配合面106a部分被预期为每个患者定制加工而成，同样，定制构造首要定位块的（一个或多个）安装特征108a也可以是可能的，以便以特殊的针对特定患者的取向接收第二部件104a。例如，四分之一圆的安装特征108'a和/或L形的安装特征108"a可被置于与首要配合面106a的特定的角度关系中使得配合至该安装特征的任何第二部件104a将以预定的角度从那里延伸。换句话说，尽管该L形的安装特征108"a具有在图11的取向中指向右方的顶点，该L形状可以被旋转使得该顶点指向任何其它期望的方向（例如，向上，向下，向左，等等），这将导致相配合的第二部件104a实现相对于首要配合面106a的，并且通过延伸而相对于患者组织的，期望的取向。
本领域的普通技术人员可以容易地理解，参照图11，四分之一圆的安装特征108'a和/或L形的安装特征108"a如何布置和取向—例如，设定四分之一圆或L形状相对于首要定位块102a的其余部分的期望的旋转位置—将指示期望的针对特定患者的第二安装关系是足够的以便在对肱骨的头部330a的期望的相对位置中放置第二部件104a。例如，第二安装关系可在外科手术前的规划期间被调整以便以相对于肱骨的头部的期望角度放置切割指示器（未示出）。
尽管本发明的多个方面已在上面参照优选的实施方式被特别地示出和描述，本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的主旨和范围的情况下，各种附加的实施方式可以被预期。例如，所描述的结构和构件的任一个可作为单一件被整体地形成或由分离的子构件制成，其中这些构成中的任一种包括任何合适的常备的或定做的构件和/或任何合适的材料或材料的组合。预期的是，首要定位块102和（一个或多个）第二部件104中至少之一可以是可再次使用的（任选地可灭菌的），并且首要定位块和（一个或多个）第二部件中至少之一可以是一次性的。尽管此处描述的某些构件被示出为具有特定的几何形状，本发明的所有结构可以具有任何合适的形状，尺寸，构造，相对关系，横截面积，或如用于本发明的特定应用所期望的任何其它物理特征。参照本发明的一个实施方式或构造描述的任何结构或特征可被单一地或者与其它结构或特征组合地设置至任何其它实施方式或构造中，因为描述作为具有相对于全部的其它实施方式和构造所论述的全部选项而在此被论述的实施方式和构造中的每一个将是不现实的。各种各样的示意图在此被描述以用于将装置100置于相对于患者组织的预定位置中，并且这些示意图可单独地或以任何合适的组合被使用以用于本发明的特定应用。在所述的结构之间形成的配合关系无需保持每个“配合”表面的全部彼此直接接触，而是可以包括隔离器或用于局部直接接触的保持件（holdaway），衬套或用于间接接触的其它中间件，或者甚至可以以保持在其间的介入空间被近似且不接触。装置100，或其多个部分，可以以任何合适的方式，诸如，但不限于，粘合剂，整体式钉（integralpeg），其它紧固件，摩擦接合，磁体，（一个或多个）稳固孔228，任何其它合适的安装特征类型，或它们的任意组合，被锚定至患者组织。合并了这些特征的任何一个的装置或方法应被理解落入如基于所附的权利要求和其任何等同方式确定的本发明的范围中。
本发明的其它方面，目的，和优点可以从对附图，说明书，和所附的权利要求的研究中获得。

Claims (20)

1.一种用于提供对患者组织的参考指示的装置，所述装置包括：
首要定位块，其包括：轮廓设置成用于与患者组织的第一部分配合接触的针对特定患者的首要配合面，所述首要配合面被定制构造成响应于患者组织的外科手术前的成像以预定的首要配合取向与所述患者组织相配合，和至少一个安装特征；以及
至少一个第二部件，其构造成用于与所述首要定位块选择性接合，所述第二部件包括针对特定患者的第二配合面，所述第二配合面轮廓设置成用于与患者组织的第二部分配合接触，所述第二部件被定制构造成响应于所述患者组织的外科手术前的成像以预定的第二配合取向与所述患者组织相配合，所述第二配合取向与所述首要配合取向不一致，并且所述第二部件提供对所述患者组织的至少一部分的参考指示；
其中所述首要定位块的安装特征被构造成用于以预定的第二安装关系与所述至少一个第二部件接合，所述第二安装关系响应于所述患者组织的外科手术前的成像为所述患者组织定制构造而成，以使得在所述首要定位块和所述至少一个第二部件各自且同时与患者组织的所述第一部分和所述第二部分配合时，所述首要定位块和所述至少一个第二部件处于所述预定的第二安装关系中。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二安装关系通过所述安装特征的构造制成针对特定患者的。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二安装关系通过所述第二部件的构造制成针对特定患者的。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二部件包括用于与执行对患者组织的切除和修整中至少之一的切割工具的引导关系的切割指示器。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二部件包括用于引导穿刺工具进入所述患者组织中的钻头引导器。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二部件包括用于校验所述装置的至少一部分相对于所述患者组织的位置的定位指示器。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述首要定位块包括用于提供所述首要定位块在所述首要配合取向中相对于所述患者组织的稳固性、稳定性和位置指示中至少之一的至少一个锚定特征。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述锚定特征包括构造成引导锚定栓在预定的位置和轨迹中进入所述患者组织中的锚定结构，所述锚定栓***作以提供所述首要定位块在所述首要配合取向中相对于所述患者组织的稳固性、稳定性和位置指示中至少之一。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二部件包括用于以预定的第二安装关系与所述首要定位块的安装特征接合的第二安装特征。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二部件使对所述患者组织的切除，重新定位，钻孔，修整和构造检验中至少之一便利。
11.一种用于使对长骨患者组织的切除，重新定位，钻孔，修整和构造检验中至少之一便利的***，所述***包括：
首要定位块，其包括：轮廓设置成用于与所述长骨的非目标部分配合接触的针对特定患者的首要配合面，所述首要配合面被定制构造成响应于所述长骨的外科手术前的成像以预定的首要配合取向与所述患者组织的非目标部分相配合，和至少一个安装特征；以及
至少一个第二部件，其构造成用于与所述首要定位块选择性接合，所述第二部件包括针对特定患者的第二配合面，所述第二配合面轮廓设置成用于与患者组织的第二部分配合接触，所述第二部件被定制构造成响应于所述患者组织的外科手术前的成像以预定的第二配合取向与所述患者组织相配合，所述第二配合取向与所述首要配合取向不一致，并且所述第二部件提供对所述长骨的至少一部分的参考指示以便使对长骨的目标部分的切除，重新定位，钻孔，修整和构造检验中至少之一便利；
其中所述首要定位块的安装特征被构造成用于以预定的第二安装关系与所述至少一个第二部件接合，所述第二安装关系响应于所述长骨的外科手术前的成像为所述长骨定制构造而成，以使得在所述首要定位块和所述至少一个第二部件各自且同时与所述非目标部分和患者组织的所述第二部分配合时，所述首要定位块和所述至少一个第二部件处于所述预定的第二安装关系中。
12.根据权利要求11所述的***，其中所述长骨的非目标部分包括所述长骨骨干的至少一部分，并且所述长骨的目标部分包括所述长骨骨骺的至少一部分。
13.根据权利要求11所述的***，其中所述第二安装关系通过所述安装特征的构造被制成针对特定患者的。
14.根据权利要求11所述的***，其中所述第二安装关系通过所述第二部件的构造被制成针对特定患者的。
15.根据权利要求11所述的***，其中所述第二部件包括用于与执行对所述长骨的目标部分的切除和修整中至少之一的切割工具的引导关系的切割指示器。
16.根据权利要求11所述的***，其中所述第二部件包括用于引导穿刺工具进入所述长骨的目标部分中的钻头引导器。
17.根据权利要求11所述的***，其中所述第二部件包括用于校验所述***的至少一部分相对于所述长骨的位置的定位指示器。
18.根据权利要求11所述的***，其中所述首要定位块包括用于提供所述首要定位块在所述首要配合取向中相对于所述长骨的稳固性、稳定性和位置指示中至少之一的至少一个锚定特征。
19.根据权利要求18所述的***，其中所述锚定特征包括构造成引导锚定栓在预定的位置和轨迹中进入所述长骨的锚定结构，所述锚定栓***作以提供所述首要定位块在所述首要配合取向中相对于所述长骨的稳固性、稳定性和位置指示中至少之一。
20.根据权利要求11所述的***，其中所述第二部件包括用于以所述预定的第二安装关系与所述首要定位块的安装特征接合的第二安装特征。
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