CN106102611A

CN106102611A - 假体定位***和方法

Info

Publication number: CN106102611A
Application number: CN201480071572.7A
Authority: CN
Inventors: 坎比兹·贝扎迪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2016-11-09
Also published as: US20170105846A1; US20150182350A1; US9168154B2

Abstract

***和方法允许与进行较多数量的手术的经验丰富的外科医生相比进行较少数量的置换手术的经验欠缺的外科医生给经验欠缺的外科医生的患者提供能够与给经验丰富的外科医生的患者提供有利结果的可能性相媲美地有利结果的可能性。***和方法包括改善假体的定位，特别是改善相对于患者的参考系具有优选取向的假体的定位。

Description

假体定位***和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求美国专利申请第14/585,056号和美国专利申请第14/584,656号的权益，并且附加地要求美国专利申请第61/921,528号及美国专利申请第61/980,188号的权益，这些专利申请的内容出于所有目的、以其整体地通过引用明确地并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及采用假体性植入物的矫形外科***和手术，更具体地、但不排他地，涉及关节置换治疗，如包含如在用假体性植入物置换盆骨髋臼过程中的假体的受控制安装和定位的全髋关节置换。

背景技术

背景技术部分所讨论的主题不应仅因为其被提及在背景技术部分中而被认定为现有技术。相似地，背景技术部分中所提及或与背景技术部分的主题相关联的问题不应被认定为已在现有技术中事先认定。背景技术部分中的主题仅代表不同的方案，而它们本身也可为发明。

全髋关节置换是指使用假体性植入物置换髋关节的外科手术。存在着可使用的若干不同的技术，但所有技术均包括将髋臼部件***髋臼中并且在三维上(沿着X轴、Y轴和Z轴)将其准确地定位的步骤。

在全髋关节置换(THR)手术中，当手术由专门从事这些手术的外科医生进行时则存在着对患者有利的治疗结果。并没有进行许多手术的外科医生的患者可能具有并发症增加的风险，特别是髋臼部件不准确的放置和定位而发生的并发症。

不准确的放置和定位也可能在外科医生指导且旨在准确地***和定位髋臼部件时发生。因为这在一些技术中是实施，所以实际上用于安装髋臼部件的工具使简陋的，并且提供了不精确、不可预知的粗糙定位结果。

在一些技术中已知为采用自动和/或计算机辅助的导航工具，例如，x光线荧光透视法或计算机导航***。存在着能够帮助外科医生确定髋臼部件的准确取向和放置的计算机辅助外科手术技术。然而，当前的技术提供外科医生需要采用槌/锤物理地击打销或调准杆的一些点。所施加的力的量和力的施加位置是未被导航工具控制的变量。因此，即使当髋臼部件被准确地定位和取向，当将髋臼部件实际地击打到适当位置时，实际位置和取向可能不同于预期的最适宜位置和取向。在一些情况下，所使用的工具可在事实上用于确定位置和/或取向上存在着一些差异。然而，外科医生必需再次采用撞击工具(例如，槌/锤)击打销或调准杆来尝试调节。然而，在调节之后产生的髋臼部件的位置和取向事实上可以不是期望的位置和/或取向。更熟悉的是，外科医生通过这些调节工具的使用和应用能够降低稍欠优选的位置或取向对患者带来的风险。在一些情况下，相当大的撞击力通过用锤击打杆而被施加到假体上；这些力导致难以进行最佳地精细调整，并且存在着在这些撞击步骤期间导致髋臼骨折和/或碎裂的风险。

需要用于改善假体定位的***和方法，特别是需要用于改善相对于患者的参考系具有优选取向的假体的定位的***和方法。

发明内容

所公开的是用于改善假体的定位的***和方法，特别是改善相对于患者的参考系具有优选取向的假体的定位的***和方法。

本发明的以下发明内容被提供以便利与全髋关节置换相关的一些技术特征的理解，但不旨在为本发明的完整描述。本发明的各种方面的全局能够通过将整个说明书、权利要求书、附图和摘要取为整体来获得。本发明可应用于其它外科手术，除了用髋臼部件(例如，杯)置换髋臼(胫腕)以外还包括通过假体性植入物置换其它关节。气动和电动电机实现方式的使用均已实现概念发展的证明。

所公开的概念设计使附接的假体(例如，髋臼杯)振动的***/方法/工具/枪的创建。枪将被保持在外科医生的手上并且被展开。这将使用振动能量来讲杯***(非撞击)并定位到期望调准中(使用当前的手术中测量***、导航、荧光透视法等)。

在一个实施方式中，第一枪状装置用于以期望位置和取向准确装紧髋臼部件。

在另一实施方式中，第二枪状装置用于通过传统的锤和夯实器或者通过其它方法精细调整如通过第一枪状装置安装的髋臼部件的取向。然而，第二枪状装置可与第一枪状装置独立地使用，以用于调节使用替代性技术安装的髋臼部件。相似地，第二枪状装置可与第一枪状装置独立地使用，特别是在初始安装充分接近期望位置和取向时。这些实施方式并不是必须受限于精细调节，因为某些实施方式允许完成再取向。一些实现方式允许移除经安装假体。

另一实施方式包括第三枪状装置，第三枪状装置结合了第一枪状装置与第二枪状装置的功能。本实施方式能够使外科医生通过单个工具精确地落座、***、取向和以其它方式定位髋臼部件。

另一实施方式包括第四装置，第四装置在不使用锤和杆或不使用替代物来击打髋臼部件以将其撞击到髋臼中的情况下安装髋臼部件。本实施方式向联接至髋臼部件的安装杆给予振动运动，振动运动实现低力、无撞击安装和/或定位。

一种用于布置在骨中的髋臼杯的定位装置，髋臼杯包括外壳，外壳具有定义内腔和开口的侧壁，其中侧壁具有在开口周围的***，以及其中髋臼杯具有相对于骨的期望的安装深度、相对于骨的期望的外展角和相对于骨的期望的前倾角，该定位装置包括：控制器，包括扳机和选择器；支承件，具有近端和与近端相反的远端，支承件还具有从近端延伸至远端的纵轴线，其中近端联接至控制器，支承件还包括联接至远端的适配器，其中适配器配置成固定髋臼杯；以及N个纵向驱使器，其中N为大于等于2的整数，纵向驱使器联接至控制器并且布置在与纵轴线整体平行的支承件周围，各个驱使器包括布置成击打***的一部分的撞击头，各个撞击头在相关联的驱使器被选择并被触发时撞击击打***的不同部分；其中，各个撞击击打调节相对于骨的角度中的一个。

一种用于布置在髋骨中的髋臼杯的安装装置，髋臼杯包括外壳，外壳具有定义内腔和开口的侧壁，其中侧壁具有在开口周围的***，以及其中髋臼杯具有相对于骨的期望的安装深度、相对于骨的期望的外展角和相对于骨的期望的前倾角，安装装置包括：控制器，包括扳机；支承件，具有近端和与所述近端相反的远端，所述支承件还具有从所述近端延伸至所述远端的纵轴线，其中所述近端联接至所述控制器，所述支承件还包括联接至所述远端的适配器，其中所述适配器配置成固定髋臼杯；以及振动器，联接至所述控制器和所述支承件，所述振动器配置成控制所述支承件的振动频率和振动幅度，其中所述振动频率和所述振动幅度配置成在不使用施加到髋臼杯的撞击力的情况下以期望的外展角和期望的前倾角将髋臼杯安装在安装深度处。

一种用于假体的安装***，假体配置成以期望的植入深度植入到骨的部分中，假体包括附接***，所述安装***包括：振动引擎，包括连接至振动机械的控制器，该振动机械生成具有生成模式的原系列脉动，所述生成模式定义所述原系列脉动的第一占空比；以及脉动传输组件，具有联接至所述振动引擎的近端以及与所述近端相隔开并且联接至假体的远端，其中所述脉动传输组件包括位于所述近端处的连接件***，所述连接件***与所述附接***互补并且配置成固定且牢固地保持所述假体从而产生固定的假体，其中所述脉动传输组件响应于所述原系列脉动将安装系列脉动传递至所述固定的假体从而响应于所述安装系列脉动产生施加系列脉动；其中，所述施加系列脉动配置成向所述固定的假体给予振动运动以在没有手动撞击的情况下将所述固定的假体至所述骨的部分的安装实现至期望的植入深度的95％内。

一种用于将髋臼杯安装到髋骨中准备好的腕中的方法，髋臼杯包括外壳，外壳具有定义内腔和开口的侧壁，其中侧壁具有在开口周围的***，以及其中髋臼杯具有相对于骨的期望的安装深度、相对于骨的期望的外展角和相对于骨的期望的前倾角，方法包括：(a)从振动引擎生成原系列脉动；(b)向髋臼杯传递所述原系列脉动从而在所述髋臼杯处产生传递系列脉动；(c)响应于所述传递系列脉动使髋臼杯振动以产生具有预定振动模式的振动髋臼杯；以及(d)在不使用施加到髋臼杯的撞击力的情况下通过期望的外展角和期望的前倾角在安装深度的第一预定阈值内将振动髋臼杯***到准备好的腕中。

该方法还可包括(e)在期望的期望的外展角的第二预定阈值内以及在预定的前倾角的第三预定阈值内使振动髋臼杯在准备好的腕内取向。

一种用于以期望的***深度将假体***到患者的骨中的准备好的位置中的方法，其中用于将假体***到期望的***深度的非振动***力处于第一范围中，方法包括：(a)使用工具使假体振动以产生具有预定振动模式的振动假体；以及(b)使用处于第二范围中的振动***力在期望的***深度的第一预定阈值内将振动假体***到准备好的位置中，所述第二范围包括小于第一范围的最低值的一组值。

本文中所描述的任意实施方式可被单独使用或以任意组合的方式彼此一同使用。包含在本说明书中的发明也可包括在本简单的发明内容或摘要中仅仅部分地提及或间接题解或者完全未被提及或完全未被间接提及的实施方式。虽然本发明的各种实施方式已受到可在说明书中的一个或多个地方中讨论或间接提及的与现有技术的各种差异的启发，本发明的实施方式并不是必需解决这些差异中的任意差异。换言之，本发明的不同的实施方式可解决可在本说明书中讨论的不同的差异。一些实施方式可以仅部分地解决可在本说明书中讨论的一些差异或者仅一个差异，并且一些实施方式可不解决这些差异。

本发明的其它特征、益处、优点将通过包括说明书、附图和权利要求书的本公开的回顾而变得显而易见。

附图说明

附图进一步示出了本发明并且与本发明的详细描述一同用作解释本发明的原理，在附图中贯穿单独的视图相似的参考编号指向相同或功能上相似的元件并且附图并入说明书中且形成说明书的一部分。

图1示出了代表性安装枪；

图2示出了图1的安装枪的右边细节；

图3示出了图1的安装枪的左边细节，并且通常在与图2结合时产生图1的图示；

图4示出了第二代表性安装***；

图5示出了图4的第二代表性安装***的分解；

图6示出了图4的安装***的脉动传输组件的第一分解图；

图7示出了图4的安装***的脉动传输组件的第二分解图；

图8示出了第三代表性安装***；

图9示出了图8的第三代表性安装***的分解图；

图10示出了错位到骨盆中的示意性侧部表示图；

图11示出了锤和夯实器用以向如图10中所示的未编码且错位的髋臼杯施加取向改变力的传统使用；

图12至图14示出了包括安装到骨盆中的髋臼假体的THR外科手术中所使用的参考系，该参考系包括识别出的正交轴线；

图12示出了参考系和正交轴线；

图13示出了正交轴线与相关联的正平面和横平面；以及

图14示出了正交轴线与相关联的正平面和横平面的不同的立体图；

图15示出了包含一组纯点的编码的假体；

图16示出了编码的假体的定位；

图17示出了编码的假体的自动定位；

图18示出了配置成假体调节的定位枪的实施方式的示意性表示图；

图19至图21示出了配置成假体调节的定位枪的实施方式的详细示意图；

图19示出了代表性定位枪；

图20示出了图19的定位枪的左边细节；

图21示出了图19的定位枪的右边细节，并且通常在与图20结合时产生图19的图示；

图22至图24示出了用于定位经安装假体的撞击环；

图22示出了预定位的经安装假体相对于安装在定位***上的撞击环的初始状态；

图23示出了预定位的经安装假体相对于安装在定位***上的撞击环的中间状态；以及

图24示出了具有相对于安装在定位***上的撞击环定位的经安装假体的最终状态；以及

图25示出了采用撞击环的定位***的实施方式；

图26示出了从如图25中所示的采用撞击环的定位***的一种版本至采用撞击环的定位***的另一种版本的进化；

图27至图34示出了采用撞击环模型的定位***的替代性实施方式；

图27至图28示出了定位***的第一替换性实施方式；

图27示出了第一替代性实施方式的侧视图；以及

图28示出了第一替代性实施方式的俯视图；以及

图29至图30示出了定位***的第二替代性实施方式；

图29示出了第二替代性实施方式的侧视图；以及

图30示出了第二替代性实施方式的俯视图；以及

图31至图32示出了定位***的第三替代性实施方式；

图31示出了第三替代性实施方式的侧视图；以及

图32示出了第三替代性实施方式的俯视图；以及

图33示出了定位***的第四替代性实施方式的侧视图；以及

图34示出了定位***的第五替代性实施方式的侧视图。

具体实施方式

本发明的实施方式提供用于改善假体(特别是相对于患者的参考系具有优选取向的假体)定位的***和方法。下面的描述被提供以使得本领域技术人员能够制造并使用本发明，并且被提供在专利申请的上下文及其要求中。

本领域技术人员将轻易地明确对于本文中所描述的一般性原理及特征以及优选实施方式的各种修改的各种修改。因此，本发明不旨在受限于所示出的实施方式，而是旨在得到与本文中所描述的原理和特征一直的最宽范围。

定义

除非另有定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科技属于)具有本一般性发明概念所属的技术领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。将进一步理解，除非本文中如此明确地定义，否则术语如定义在常用词典中的术语应被解释为具有与它们在相关领域和本公开的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释成理想化或过于正式的含义。

下面的定义应用于与本发明的实施方式相关联地描述的方面中的一些。这些定义在本文中同样也可被扩展。

如本文中所使用的措辞“或”包括“和/或”，并且措辞“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任意和所有组合。当如“至少一个”的表述在一列元件之后时，其修饰整列元件，而不是修饰该列中的单个元件。

除非上下文中另有明确指示，否则如本文所使用的单数措辞“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包含复数指示对象。因此，例如，除非上下文中另有明确指示，否则作为参考一物体可包括多个物体。

并且，除非上下文中另有明确指示，否则如本文的说明书及随附的整个权利要求书中所使用的“中(in)”的含义包括“中(in)”和“上(on)”。将理解，当元件被称为在另一元件“上(on)”时，该元件可直接在另一元件上或者它们之间可存在有中间元件。相反，当元件被称为“直接(directly)”在另一元件“上(on)”时，则不存在中间元件。

如本文中所使用的措辞“组(set)”是指一个或多个物体的几何。因此，例如，一组物体可包括单个物体或多个物体。一组中的物体也可称为该组中的构件。一组中的物体可相同或不同。在一些示例中，一组中的物体可共享一个或多个共同的属性。

如本文中所使用的措辞“相邻(adjacent)”是指附近或毗连。相邻物体可为彼此分离的，或者可为彼此实际或直接接触的。在一些示例中，相邻物体可彼此联接，或者可彼此整体地形成。

如本文中所使用的措辞“连接(connect)”、“连接的(connected)”和“连接(connecting)”是指直接附接或链接。如上下文中所指示，连接的物体不具有或基本上不具有中间物体或物体组。

如本文中所使用的措辞“联接(couple)”、“联接的(coupled)”和“联接(coupling)”是指操作性连接或链接。联接的物体可彼此直接地连接，或者可经由如中间组的物体彼此间接地连接。

如本文中所使用的措辞“基本上地(substantially)”和“基本上(substantial)”是指应考虑的度数或程度。当结合事件或情景使用时，措辞可指示事件或情景精确地发生的情况以及事件或情景近似地发生的情况，如本文中所描述的实施方式以典型的容差水平或变率发生。

如本文中所使用的措辞“选择性(optional)”和“选择性地(optionally)”意味着随后描述的事件或情景可以或可以不发生，以及意味着描述包括事件或情景发生的情况和时间或情景不发生的情况。

如本文中所使用的措辞“骨头(bone)”意味着构成脊椎骨骼的部分的坚硬的连接组织，包括矿化骨组织，尤其是在承受将假体植入物植入到一部分皮质骨中的活着的病人的上下文中。活着的病人以及该病人的外科医生均对降低包括使骨头骨折或碎裂以及假体不适当地安装和定位在患者的骨骼***和手术的骨架内的、传统的植入技术所伴随的风险感兴趣。

如本文中所使用的措辞“尺寸”是指物体的特性尺寸。因此，例如，球形物体的尺寸可以是指物体的直径。在非球形物体的情况下，非球形物体的尺寸可以是指相对应的球形物体的直径，其中相对应的球形物体展现出或具有与非球形物体的可导出或可测量的属性基本上相同的特定组的可导出或可测量的属性。因此，例如，非球形物体的尺寸可以是指相对应的球形物体的直径，其中相对应的球形物体展现出与非球形物体的光散射或其它属性基本上相同的光散射或其它属性。可选地，或相关联地，非球形物体的尺寸可以是指物体的各种正交尺寸的均值。因此，例如，类似球体形物体的尺寸可以是指物体的长轴线和短轴线的均值。当将一组物体称为具有特定尺寸时，这考虑为该物体可具有围绕特定尺寸的尺寸分布。因此，如本文中所使用，一组物体的尺寸可以是指尺寸分布中的典型尺寸，如平均尺寸，中值尺寸或峰值尺寸。

如本文中所使用的锤或槌是指由不锈钢或具有重量的其它密致材料制成的矫形外科装置，通常为木匠槌和石匠的墙工槌。

如本文中所使用的，用于撞击髋臼部件(例如，髋臼杯假体)的撞击力包括通常用矫形外科装置多次击打撞击杆而产生的力，而该力与能够使用木匠槌击打三寸钉大概六次以使三寸钉完整落座从而将三寸钉驱使到一块木材中的力基本上相似。在不限制先前定义的情况下，在一些示例中的代表性值包括约10磅/平方英寸的力。

下面的描述涉及对于将假体安装到外科医生的病人的活骨中的各种假体安装中的改进。下面的讨论主要着重于全髋关节置换(THR)，而在THR中髋臼杯假体被安装到患者的骨盆中。这种杯与在进行修复时安装到与髋臼接合的大腿骨的端部中的球和阀杆(即，股骨假体)互补。

如在背景技术中记载的，外科医生准备臀骨的表面，包括髋臼假体至骨盆的附接。传统地，该附接包括人工植入，在人工植入中锤用于击打与髋臼假体的一些部分接触的夯实器。对于夯实器的重复击打将髋臼假体驱使到髋臼中。与当前已被使用的计算机导航、荧光透视法、机器人技术(以及其它手术内测量工具)无关地，髋臼假体在通过一系列的槌击打而落座于适当深度时处于正确取向是非常不可能的。在通过这种方式人工植入之后，则外科医生可在髋臼假体的周界附近施加一系列的调节击打，以试图调节至期望的取向。目前，许多外科医生相信后装紧调节产生不可预知且不可靠的改变，并且这种后装紧结果是公认的，因此无法保证对于后装紧调节的任何尝试。

在许多情况下，由于响应于这些调节击打的取向改变的不可预知性，包括经验不足的外科医生在内的任何和所有医生可能无法通过传统的方案实现髋臼假体在骨盆中的期望取向。如上所述，对于任何外科医生最常见的是避免后装紧调节，因为如大部分外科医生所理解的那样他们不具有用于改进任何特定取向的可靠的***和方法并且可能轻易地引入更多/更大的过失。

计算机导航***、荧光透视法和其它测量工具能够给外科医生(实时地)提供关于假体在手术期间和在假体已被安装之后的当前取向的信息以及关于假体从期望取向的偏离的信息，但导航***(及其它工具)不能防止由植入/定位击打而产生的扭力。假体将基于由锤的击打而产生的轴向扭力在髋臼中发现其自身位置。即使是与尝试在装紧之前将植入物确保在期望取向中的机器人***(例如，MAKO)一同使用的那些导航***因为通过外科医生挥动锤以手动击打夯实器来施加的实际植入力而无法保证产生植入物以期望取向安装。

贝扎迪医疗装置(Behzadi Medical Device；BMD)描述在本文中并且排除了假体(例如，髋臼杯)的这种原始的方法(即，锤、夯实器和外科医生施加的机械植入力)。使用BMD的外科医生能够用适当的力、技巧和精度将假体精确地***到期望的位置处。根据实现的细节，安装包括将以在对于***深度和地点的量度的期望阈值内假体***到患者骨头中，并且当适当和/或期望时，也可包括以进一步包括对于***取向的量度的期望阈值定位到期望取向。BMD的使用降低了接收假体的骨头骨折和/或碎裂的风险，并且允许了假体的快速、有效且精确的(无创)安装。因为可使用更轻更敏感的触摸，所以BMD在安装过程中提供(也可与包括荧光透视法在内的所有手术中测量工具一同使用的)计算机导航辅助的可实行界面。

BMD包含许多用于假体的安装和/或定位的不同的实施方式，并且除了在THR过程中适用于髋臼假体的安装和/或定位以外，还可适用于各种假体中。

图1示出了代表性安装枪100；图2示出了安装枪100的右边细节；以及图3示出了安装枪100的左边细节，并且当与图2结合时产生图1的图示。安装枪100呈现为采用气动操作，但是其它实现方式可使用用于对待安装的假体产生期望的振动运动的其它机制。

安装枪100用于精确地控制假体部件的(i)***和(ii)外展和前倾角。安装枪100优选地允许髋臼杯以期望深度安装到髋臼中的安装以及用于使杯外展和前倾至期望值的杯的取向。表I中的以下参考编号是指图1至图3中确认的元件：

表I：装置100的元件

安装枪100包括具有把手的控制器，把手支承细长管142，细长管142终止在与杯114接合的适配器146中。扳机130的操作启动细长管142的运动。这种运动在本文中是指远小于在传统的置换处理中所使用的撞击力的安装力和/或安装运动。外部壳体148允许细长管142在其内移动的同时允许操作者保持和定位假体114。一些实施方式可包括把手或其它握持件，以替代或代替在不与对假体114提供安装运动的直接传输的机制冲突的情况下允许操作者保持和操作安装枪100的壳体148。所示出的实施方式包括由适配器146牢固地保持的假体114，其中适配器146允许枪100绕任意轴线倾斜和/或旋转以被反映在固定假体的位置/取向中。

安装运动包括在不施加撞击力的情况下允许操作者将杯114安装到期望位置(深度和取向)中的(振动幅度和/或频率)恒定运动、循环运动、周期性运动和/或随机运动。可存在六个自由度中的一个或多个中的连续移动或振动，包括适配器146绕X、Y、Z轴线(例如，对于不同轴线可不同的摆动横移和/或摆动/连续旋转，如在中心支承的纵向轴线周围连续旋转的同时绕中心支承的纵向轴线的方向上前后横移)的横移和/或旋转。这种安装运动可包括连续或断断续续的非常高频率的移动和小振动幅度的振动，而这允许了操作者轻易地将假体部件安装在期望地点中，并且优选地也允许了操作者也设定外展和前倾的期望角度。

在一些实现方式中，控制器包括具有执行接收自存储器的指令的处理单元的存储的程序处理***。那些指令可自动控制运动参数的选择，以实现由外科医生输入的或者由如计算机导航***的计算机辅助医疗计算***输入的深度、外展和前倾的期望值。可选地，那些指令可用于补充人工操作以辅助或建议运动参数的选择。

对于多数自动化***而言，不需要恒定且不变的运动参数，并且运动参数的动态变化调节可能更加适合于安装到髋臼中的杯的轮廓调节以及安装状态。轮廓调节是相对建议的特征，通过其能够在正负方向上调节深度、外展和前倾角。在一些情况下，这些值可能不相同，并且安装枪可被增强以调节这些差异。例如，施加到纯正向前倾的一个单位力可在正方向上以第一距离单位调节前倾，而在相同条件下，施加到纯负向前倾的该单位力可在负方向上以不同于第一单位的第二距离单位调节前倾。并且，那些差异可随着实际角度大小而变化。例如，随着前倾增加，相同单位力可能在实际距离调节中产生不同的反应变化。当轮廓调节被使用时帮助操作者选择驱使器和待施加的撞击力。使用当前实时深度和取向反馈***能够使轮廓调节在不同相的安装过程中适当地动态选择/改变运动参数。当主要设置植入物的深度时，可使用一组运动参数，并且随后在实现期望深度时使用另一组运动参数，以使得更有效地完成外展和前倾角的精细调整，而在设置深度和/或角度调节时均不使用撞击力。

这种装置相比于撞击方法能够使计算机导航更好地降低安装/调节力。这使得所需的力更兼容于在医疗手术中所使用的计算机导航***，其中，计算机导航***不具有将***控制到位的能力以实际上提供用于使假体部件落座的撞击力的能力。并且，除此之外，计算机最好被归类为提供对于外科医生手动击打矫形外科锤的结果的事后评估的作用。(并且在撞击之前和期间提供信息。撞击的非常行为在假体的定位和校正中引入了变化性和误差，而这成为了一种问题。

图4示出了包括脉动传输组件405和振动引擎410的第二代表性安装***400；图15示出了第二代表性安装***400的分解；图6示出了脉动传输组件405的第一分解图；以及图7示出了安装***400的脉动传输组件405的第二分解图。

安装***400被设计为安装假体，假体转而配置成以期望的植入深度植入到一部分骨头中。假体包括一些类型的附接***(例如，一个或多个线程***物、机械联接件、链接等)，其中，一些类型的附接***允许假体被物体安全且牢固地保持以使得物体绕任意轴线的横移和/或旋转产生固定假体的直接相对应的横移和/或旋转。

振动引擎410包括控制器，控制器联接至生成具有生成模式的原系列脉动的振动机械。这种生成模式限定包括第一脉动振动幅度、第一脉动方向、第一脉动持续时间和第一脉动时间窗中的一个或多个的原系列脉动的第一占空比。这并不建议原脉动系列中的每个脉动的振动幅度、方向、持续时间或脉动时间窗相对于彼此是统一的。脉动方向可包括具有六个自由度中的任意的运动–沿着三个正交轴线中的任意轴线中的一个或多个横移和/或绕这三个轴线中的一个或多个的旋转。振动引擎410包括由来自电池的能量供电的电动电机，但是也可使用其它电机和能量源。

脉动传输组件405包括联接至振动引擎410的近端415和远离近端420且使用连接件***425联接至假体的远端420。脉动传输组件405从振动引擎410接收原系列脉动，并且响应于原系列脉动产生具有安装模式的安装系列脉动。与生成模式相似地，安装模式限定包括第二脉动振动幅度、第二脉动方向、第二脉动持续时间和第二脉动时间窗的安装系列脉动的第二占空比。再次，这并不是建议安装脉动系列中的每个脉动的振动幅度、方向、持续时间或脉动时间窗相对于彼此是统一的。脉动方向可包括具有六个自由度中的任意的运动–沿着三个正交轴线中的任意轴线中的一个或多个横移和/或绕这三个轴线中的一个或多个的旋转。

对于脉动传输组件405的一些实施方式而言，安装系列脉动将被坚固地链接至原系列，并且两个系列之间将存在有密切匹配，否则存在一致的匹配。一些实施方式可包括更复杂的脉动传输组件405，其中，更复杂的脉动传输组件405产生更加不同于或非常不同于原系列的安装系列。

连接件***425(例如，与假体的线程***物互补的一个或多各双头螺栓，或其它互补机械联接***)布置在近端420处。连接件***425配置成固定并牢固地保持假体。通过这种方式，附接的假体在与连接件***425接合时变成固定假体。

脉动传输组件405将安装系列脉动传递至固定假体，并且产生响应于安装系列脉动的施加系列脉动。与生成模式和安装模式相似地，施加模式限定包括第三脉动振动幅度、第三脉动方向、第三脉动持续时间和第三脉动时间窗的施加系列脉动的第三占空比。再次，这并不是建议施加脉动系列中的每个脉动的振动幅度、方向、持续时间或脉动时间窗相对于彼此是统一的。脉动方向可包括具有六个自由度中的任意的运动–沿着三个正交轴线中的任意轴线中的一个或多个横移和/或绕这三个轴线中的一个或多个的旋转。

对于脉动传输组件405的一些实施方式而言，施加系列脉动将被坚固地链接至原系列和/或安装系列，并且系列之间将存在有密切匹配，否则存在一致的匹配。一些实施方式可包括更复杂的脉动传输组件405，其中，更复杂的脉动传输组件405产生更加不同于或非常不同于原系列和/或安装系列的施加系列。在一些实施方式中，例如，一个或多个部件可被整合到一起(例如，整合振动引擎410与脉动传输组件405)，以使得第一系列和第二系列如果单独地存在则几乎一致，否则一致。

施加系列脉动涉及成向固定假体给予振动运动，而这能够在没有手动撞击的情况下将固定假体以期望植入深度的95％内安装在骨头部分中。也就是说，在操作中，来自振动引擎410的原脉动通过脉动传输组件405(用实现相关变化的保真度水平)传播以对固定至连接件***425的假体产生振动运动。在第一实现方式中，振动运动允许在假体上没有手动撞击的情况下植入，并且在第二模式中，所植入的固定假体的取向可在也没有手动撞击的情况下使振动运动有效的同时通过安装***400的旋转来调节。在一些实现方式中，脉动生成可产生对这些不同模式优化的不同的振动运动。

安装***400包括可选的感测器430(例如，弯曲感测器等)，以提供对于由脉动传输组件405传递的安装脉动模式的测量(例如，数量上和/或性质上)。该测量可用作手动或计算机反馈***的一部分，以辅助假体的安装。例如，在一些实现方式中，施加系列脉动的期望的施加脉动模式(例如，假体的振动运动)可为特定安装脉动模式的功能，而这能够通过感测器430测量和设置。除此之外，或者可选地，其它感测器可辅助外科医生或自动安装***操作安装***400，诸如骨密度感测器或其它机制以特征化接收假体的骨头来创建用于优化安装的期望的施加脉动模式。

图6和图7的分解图详细化了脉动传输组件405的特定实现方式，将理解的是，存在着响应于来自振动引擎的一系列生成脉动生成和传递施加脉动模式的许多可能的方式。图6和图7中所示的结构主要响应于来自振动引擎410的纵向/轴向生成脉动生成纵向/轴向脉动。

脉动传输组件405包括容纳上部传输组件640、下部传输组件645和中央组件650的外壳体435。中央组件650包括将上部传输组件640联接至下部传输组件645的双砧655。外壳体635和中央组件650各自包括允许感测器630被***到中央组件650中的端，该端位于双砧655的端部与上/下传输组件中的一个之间。

上部传输组件640和下部传输组件645各自包括通过一对连接件联接至外科435的支承件660。传输杆665可移动地穿过各支承件660种的轴向孔布置，其中各个传输杆665包括位于一个端部处配置成击打双砧655的头部以及位于第二端部处的联接结构。压缩弹簧670在支承件660与头部之间布置在各个传输杆665上。上部传输组件640的联接结构与振动引擎410合作以接收所生成的脉动系列。下部传输组件645的联接结构包括用于固定假体的连接件***425。一些实施方式可包括将连接件***425适配到特定假体的适配器(未示出)，允许脉动传输组件405与不同假体的一同使用的不同的适配器。

中央组件650包括通过连接件连接至外壳体435的支承件675，并且接收在支承件675自由移动的双砧655。上部传输组件和下部传输组件的头部布置在支承件675内，并且排列成在脉动生成期间击打双砧655的相对应的端部。

在操作中，振动引擎410生成经由脉动传输组件405传输至由连接件***425固定的假体的脉动。脉动传输组件405经由上部传输组件640使用传输杆665接收所生成的脉动。上部传输组件640的传输杆665在上部传输组件640的支承件660内移动，以将脉动传递至在支承件675内移动的双砧655。双砧655转而将脉动传递至下部传输组件645的传输杆665，以产生固定至连接件***425的假体的振动运动。在本所示的实施方式中，传输杆665主要在外壳体435(限定为在近端415与远端420之间延伸的走向轴线)内纵向/轴向移动。通过这种方式，外科医生可当安装和/或定位振动假体时使用外壳体435作为手持件。

用于脉动传输组件405的不连续的传输部分(例如，上述、中央和下部传输组件)的使用允许形成振动引擎410与固定假体之间松散的联接。通过这种方式，来自振动引擎410的脉动随着其在操作期间促动到骨头中而转换成假体的震动运动。一些实施方式可通过直接将一个部件固定至另一个部件或者用一队部件替代单个部件而提供更强的联接。

图8示出了第三代表性安装***800；以及图9示出了第三代表性安装***800的分解图。

图4至图8的实施方式具有通过与使用锤和夯实器相比简单且大大减少的力将假体杯***至骨替代基质中的所证明的***，尤其是不需要装紧。在进行***并且在假体处产生振动运动期间，假体能够通过在把手/外壳体上扭转、相对简单地定位成准确期待的校正/位置。***力是可变的，并且处于20至800磅力的范围内。重要的是，在将假体(在这种情况下为髋臼假体)应用到骨基质中时使用显著较小的力的可能性，并且通过本发明证明了这是可实现的。

与安装***100和安装***400相似地，安装***800用于精确地控制假体部件的(i)安装和(ii)外展和前倾角中的一个或两者。安装***800优选地允许髋臼杯以期望深度安装到髋臼中的安装以及用于使杯外展和前倾至期望值的杯的取向。表II中的以下参考编号是指图8至图9中确认的元件：

表II：装置800的元件

802	进气口
		804	扳机
806	针阀
		808	阀本体
810	节流阀帽
		812	活塞
814	缸
		816	驱动件
818	针块
		820	针
822	悬簧
		824	砧
826	喷嘴
		828	连接杆
830	假体(例如，髋臼杯)

安装***800包括具有把手的控制器，把手支承细长杆，细长杆终止在与假体830接合的连接件***中。扳机804的操作启动细长杆的运动。这种运动在本文中是指远小于在传统的置换处理中所使用的撞击力的安装力和/或安装运动。外部壳体允许在细长杆在其内移动的同时允许操作者保持和定位假体830。一些实施方式可包括把手或其它握持件，以替代或代替在不与提供安装运动的直接传输的机制冲突的情况下允许操作者保持和操作安装***800。所示出的实施方式包括牢固地保持的假体830，以允许安装***绕任意轴线倾斜和/或旋转以被反映在固定假体的位置/取向中。

驱使器是提供撞击和振动行动的气动振动装置，该装置用于设置腕(应理解，可选的运动***可用于替代气动***或被替代性地使用)。替代物包括机制和/或机电***、电机和或/引擎。致动器包括进气端口802、扳机804、针阀806、缸814和活塞812。

空气通过进气端口802引入，并且在扳机804被挤压时，针阀806允许空气进入缸814来讲活塞812推动至缸814的相对端部处。在相对端部处，活塞812打开端口以允许空气进入并将活塞812推回原始位置。

该行动提供了用于使装置操作的运动能量，并且在本实施方式中作用为达到70Hz。频率能够由扳机804以及进气端口802处可用的气压来调节。

在活塞812撞击驱动件816时，驱动件816撞击针块818的针820。针820击打经由连接杆828直接连接至假体830的砧824。

悬簧822提供对于施加或多或少的总力的灵活性。这种灵活性允许力被相等地施加在假体830周围或者允许更多的力被施加到假体830的一侧，以将假体830定位在最适宜/期望取向处。安装***800示出了具有位于振动引擎与假体830之间的更强力地联接的脉动传输***的BMD。

脉动传递在振动引擎与假体之间的联接的本质和类型可在若干不同的方式中是不同的。例如，在一些实现方式中，针块818的针820是独立移动的，并且不同地响应于活塞812运动。在其它实现方式中，针可被熔合到一起，或者以其它方式整合到一起，而在其它实现方式中，针820和针块818可用替代性的缸结构来替代。

如图所示，虽然两个实施方式均提供了主要纵向的实现方式，但是安装***800包括旨在允许通过将力施加成集中在假体的一侧或另一侧来“操纵”***/振动力的设计特征。产生随机化的振动运动的实现方式可有助于将假体安装在包括THR外科手术的各种应用中，其中这种实现方式包括“横向”运动部件以替代或代替所公开实施方式的主要纵向振动运动。

安装***400和安装***800包括产生大致60Hz的振动引擎。***400以60Hz操作，而***800能够以48至68Hz操作。在测试中，大致4秒的操作产生假体的期望的***和校正(意味着，振动引擎的约240次循环)。使用锤击打夯实器以将杯撞击到适当位置中的传统的外科手术通常在锤/槌的10次击打之后完成。

实验

在使用在对准备表面绞孔1mm并且***一毫米大的杯的标准技术用标准的Zimmer髋臼杯的骨替代基质中对***400和***800进行测试。基质被选择作为对于我们学习这种概念可用的最佳选择，即，密度泡沫材料。普遍认为，骨头的某些属性将无法被呈现在此处(例如，基质在故障之前伸展的能力)。

两种版本被证明为容易将假体杯***和定位在选定基质内。我们能够相对容易地使杯在基质中移动。不需要用于大撞击的应用的锤或槌。这些实验证明了与用槌或锤的击打进行的情况相比假体杯能够用显著小的力和更好的控制***到骨替代基质中。我们推测相同的现象能够在人的骨头中再现。我们预想假体杯会被轻易且用非常小的力***。

附加地，同时我们相信，虽然杯被***，但是杯的位置能够在用手术内测量***(导航、荧光透视法等)直接可视化的情况下进行调节。本发明提供了允许假体部件用与外伤性力(装紧)相反的非外伤性力(***)***。

实验配置–***400

振动引擎410包括技工G2槌头钉枪，与几次大的撞击的应用相比，技工G2槌头钉枪通过非常快速地施加一系列小的撞击将相当大的框钉驱使进木头中的受限空间中。

骨基质为为15磅密度的聚氨酯泡沫以代表盆骨髋臼。其用常用于清洁患者受损的髋臼的标准切割工具来成型。测试中使用了54mm的杯和53mm的切割器。

在一个测试中，杯使用锤和夯实器来***，并且在7次击打后完成装紧。杯的再取向需要在装紧之后通过进一步在杯的***进行进一步击打以实现期望取向。从品质上确定，感觉和***与装紧到骨头中是一致的。

***400的实施方式用于替代锤和夯实器的方法。若干***被进行，并且***被发现为要缓慢得多；允许杯被引导到适当位置(***过程中的深度和取向)中。最终纠正性定位能够在电力被施加至振动引擎的同时使用横向手压来在基质内旋转杯而被容易地实现。

使用感测器的进一步测试包括一般静态负载检测，一般静态负载检测用于确定将被推倒已准备的腕模型中的静态(非撞击)负载。这提供了用于比较撞击负载测试的基线。假体杯用安装到杯上以传输从台钳施加的力的螺钉提供在已准备好的腕上方。钳的把手被转成施加均匀的力以将杯压缩至腕中，直至杯完全落座。杯以约～200磅的***力开始移动到腕中，并且随着***到腕中的杯的直径增加而逐渐增加到375磅的最大值，375磅的最大值保持恒定直至杯完全落座。

安装***400接着用于将杯安装到以相似的方法准备的腕中。使用不用的帧率和设定手术进行了五个测试，以确定如何得到最有意义的结果。所有的测试使用54mm的髋臼杯。振动引擎以所指示的60次撞击/秒运行。第一个两个测试仪2,000帧/秒进行，但这并不是快到足以捕获所有撞击事件，但是能够有助设计适当的设置。测试3在已使用的腕中使用4,000帧/秒的振动引擎。测试4在53mm的不常用的泡沫腕中使用4,000帧/秒的振动引擎。

测试3：在已压缩的腕中，使用振动引擎和脉动传输组件使杯脉动。记录500lbs与800lbs之间的击打，并且平均记录8ms的脉动持续时间。

测试4：在不常用的53mm的腕中，使用振动引擎和脉动传输组件来使杯脉动。记录250lbs与800lbs之间的击打，并且平均记录8ms的脉动持续时间。***通过在3.37秒内202次撞击次数来完成。

测试5：在不常用的53mm的腕中，杯用标准的槌***(作为参考)。记录500lbs与800lbs之间的击打，并且平均记录22.0ms的脉动持续时间。***通过在4秒内使用10次撞击次数且长达220ms的总压缩时间来完成。这种测试被快速地进行以在5秒内完成，以与测试3和4具有较好的可比性，其中测试3和4在4秒内使用了240次击打并且每次击打持续时间为0.8ms且总压缩时间为192ms。

在不对***400与***800进行直接比较的非严格的比较测试中，通常表现为使用***800安装的力比使用***400安装的力小10倍。这建议了对于安装***的操作的某些优化特性。存在着诸如能够将这些力调制到多低以及仍允许假体杯在这种模型以及骨头重容易***的问题。使用所公开的原理将假体杯***到这种基质中所需的最小力是多少？使用这些原理将假体杯***到硬的骨头中所需的最小力是多少？以及，使用这些概念将假体杯***到软且骨质酥松的骨头中所需的最小力是多少？这些都是在本发明的实现方式的未来阶段中能够解决的问题。

附加地，能够通过使用本发明***杯所需的适当的力范围以及震动运动模式与各个年龄段的骨头的密度和多孔性相关联地进行基础研究。例如，外科医生将能够将感测设备***到患者骨头中，或者使用其它评估性手术(例如，手术前的计划制定或者在进行手术的同时)来评估骨头的多孔性和密度。一旦知晓，密度或其它骨头特性被用于设置适当的振动模式，包括安装***上的力范围，并由此使用最小限度的所需力来***和/火定位假体。

BMD对于所有医疗装置公司以及外科医生而言“必备的”装置。若没有BMD，则植入问题将无法得到解决，而与髋关节置换手术中的技术中的最新进展(即，导航、荧光透视法、MAKO/机器人技术、加速计/陀螺仪表)无关。髋臼部件(杯)定位在髋关节置换手术中仍为最大的问题。植入为问题被引入到***中的最终步骤并且在此之前这种问题并未引起关注。当前技术在撞击之前已明显意识到外科手术期间植入物在骨盆内的定位。然而，这些技术并不有助于植入的最终步骤。

在图1至图9以及以上讨论中，已示出并描述了解决各种安装实现方式(包括安装和定位)的BMD实施方式。在许多所公开的实施方式中，因为假体按照期望被精确地***和调准，所以不存在着对于假体安装后定位的要求。在图10至图34中示出了用于在没有所伴随的正确调准的情况下在假体被植入后解决假体正常调准的一组***和方法，而与已植入假体的***或方法无关。如本文中所记载，与图1至图9相关联地公开的***和方法的一些实现方式可用于使事先安装的假体“浮动”以允许正确定位，如可以是决定对经安装假体的期望调准进行改变的情况。在对本发明的目的的上下文中浮动是指移除和/或减小用于抑制***和失位的假体的再取向的力(例如，静态摩擦力)，以允许外科医生准确地对假体进行取向。

当图12至图34的***实现为定位BMD时，其被概念化并旨在与在外科手术期间提供实时信息的如那些目前可用的导航***、以及诸如荧光透视法和加速计/陀螺仪的其它各种实时监测***。

图10示出了在骨盆P中的一部分中失位的髋臼杯C的示意性侧部表示图。失位在上下文中是指***的假体具有实现优选取向之前的优选取向。图11示出了锤M和夯实器T用以对如图10中所示的未编码且错位的髋臼杯C施加取向改变力。典型地，无论在植入处理期间患者的骨盆，手术室台和假体部件的定位被监控得多好，杯C都会结束在略低于期望的位置中(即，失位)。由于缺乏对于通过锤M撞击夯实器T的不均匀的击打而产生的力的控制，这种状态经常发生。目前，当外科医生期望改变已被击打的杯C的调准时，使用实器T和锤M击打杯C的边缘上的各种位置。

这种方案的问题在于，外科医生不具有杯上的任何特定击打将会如何改变杯C的具体调准的先验的概念。例如，虽然外科医生知晓当杯C的总体部分被夯实时(例如，“前面”)，这将改变前倾的变化程度，这种行为也将根据在哪撞击(平分线上方或下方)而在不经意间产生外展或内收的一些不希望的改变量。相当精确的是，当外科医生使用夯实器T和锤M来矫正已植入的杯C的位置时外科医生无法精确地知晓位置和方向以实现具有完整精确度的期望取向。

对BDM的定位是设计为提供对于这种特定问题的解决方案的洞察/发明的结果。外科医生如何通过一些精确的测量矫正已植入的杯C的失位？此处的目标在于(1)提供映射或方式来使用目前的技术来定义、量化、数字化和编码已植入的假体杯C；以及(2)提供能够对杯C的位置产生可测量、可实现和可预见的改变的工具。

图12至图14示出了在包括确认的X-Y-Z正交轴线的参考系，其中该参考系使用在包括安装到骨盆P中的髋臼假体(例如，杯C)的THR外科手术中。图12示出了参考系和正交轴线；图13示出了具有相关联的正平面F和横平面T的正交轴线；以及图14示出了具有相关联的正平面F和横平面T的正交轴线的不同的立体图。

在采用导航***的手术室中，参考系被建立，其中映射有患者在手术室台上的位置。正平面F和横平面T被设置为通过髋臼，并且必然地，穿过***的杯C。任何特定期望取向(例如，特定量范围的外展和前倾)与该参考系相对。在传统的手术中，范围典型地被具体化，因为在实现特定量时存在着挑战。在一些实现方式中，可使用不同的参考系，然而将典型地存在着将这种不同的参考系映射到本文中所描述的参考系中的方式。

纯点：

植入的杯上的纯点使用在参考系内的数学化计算来确定，正如下面所定义。给定事实：正平面F由X和Z轴线构成，横平面T由X和Y轴线构成。

***的髋臼杯的边缘上的纯外展点是由当杯在正平面F上移位时Z轴的正向侧上的正平面F上的最高点定义的地点。

杯的边缘上的纯内收点是由当杯在正平面F上移位时Z轴的负向侧上的正平面F上的最低点定义的地点。

杯的边缘上的纯前倾点是通过在正方向上的横平面T的Y轴上的最高点定义的地点。

杯的边缘上的纯后弯点是通过在负方向上的横平面T的Y轴上的最低点定义的地点。

这些纯点被构思为创建经安装的杯的边缘的映射，以与定位BMD***或工具一同使用。一旦这四个要点在杯的边缘上用导航软件被定义且被编码(实际和/或虚拟编码)，在中间的附加点能够用三角函数计算来量化。在本上下文中的虚拟编码是指纯点在参考系中对经安装的杯的确定和映射，并且不要求应用任何有形的标记。在本发明的一些实现方式中，可存在着实时地将这些纯点直接传递给外科医生的方式，如通过各种视觉提示。其它实现方式可在***和方法的使用和手术期间提供纯点的间接传递。

图15示出了包括一组纯点的编码的假体1500。该组包括内收点1505、纯外展点1510、纯前倾点1515和纯后弯点1520。相邻的纯点之间的中间点产生一些量的两者相关联的点，正如能够从三角函数计算中确定的那样。

图16示出了使用锤M和夯实器T的用于编码的假体1500的手动定位***1600。杯1500的边缘目前用信息编码(即，其在参考系中杯数字化和量化)。外科医生目前具有一种映射以及如何操纵***且失位的编码的杯1500以产生期望取向的感官。外科医生知晓纯点，并且理解纯外展和纯前倾(例如，在纯外展1605的正面上的30度)之间的杯1500的边缘上的任何装置将产生外展和前倾这两者的运动。基于三角函数计算，外科医生目前预料外展上的增加高于前倾上的增加。朝着这些平面中的每个的撞击力的贡献目前能够被量化，从而允许外科医生准确地、精确地、有效地、可预料地实现具体期望取向。

图17示出了具有定位BMD 1705的定位***1700对***且失位的编码的假体1500进行取向。定位BMD 1705被构思为外科医生S将会对已植入的杯应用并且简单地“拨入”期望调准1710的工具。整合到计算机导航***1715中的纯自动定位BMD将会将***且失位的杯的位置间歇性矫正到期望调准(实质上完全地自动化该矫正处理，从而排除外科医生的实物和不可预知性)。定位BMD 1705为代表的早期的定位BMD包括均匀地分布在360度的杯***周围上的12个驱使器(每个驱使器由此在杯的边缘周围以30度相隔开)。

BMD 1705与编码的杯1500以及上述除了导航软件以外的部件合作，外科医生S目前用数字化和“编码的”杯(杯的边缘上的纯点被定义在手术室空间中的参考系中)进行。外科医生S靠近(即，附接、接触、或以其它方式使用BMD 1705来控制杯1500的取向)定位BMD1705以***杯1500，如通过专用于这种假体的适配器，因为BMD 1705可用于其它假体的一些情况)，并且调转在杯1500的期望的调准1710中(例如，对于最初处于50度的外展和30度的前倾的***且位置不适的杯而言，40度的外展和20度的前倾是期望的)。计算机导航***1715随后计算因为撞击在杯上的任意力目前在外展/前倾中产生可预见的增加/减小而最有可能产生期望改变的杯上的点，而可预见的增加/减小目前由导航***1715量化。导航***1715随后选择与杯上的点对应的BMD 1705的驱使器，以撞击在那个计算出的点上。在矫正性撞击之后，将需要进行杯的位置的再测量并且可用于导航***1715，以使得新的位置被知晓。杯目前具有新的调准。这个处理被重复，直至实现植入的杯的期望调准。计算机导航***1715通过反馈回路机制继续这种处理，直至杯的位置与由外科医生调转的位置精确地相同。

图18示出了使用配置成矫正***且位置不适的假体的定位BMD 1805的定位***1800的实施方式的示意性表示图。虽然***1700被构思为纯自动的最适宜解决方案，但是其它***也可以实现为包括一些手动和/或半自动步骤。***1700创建为排除外科医生的失误，自动化杯植入的处理，减轻外科医生的焦虑并且消除患者的疑虑，即，更好且更综合性的***可用于全髋关节置换外科手术。与外科医生的经验无关，通过***1700能够实现“完美的杯防止”。与患者选择哪个医院做THR手术无关，患者将具有“完美的杯”的结果。这种想法被发展成排除髋脱位、磨损、冲击、再住院和手术和浪费的问题。

***1800是使用用于定位BMD 1805的不同的实施方式的更简单的实现方式，其中定位BMD 1805包括供外科医生S可与纯点对准的四个正交驱使器。外科医生S随后能够手动直接切单独地驱使驱动器来改变杯调准以通过计算机导航***1715实现期望结构，从而提供各个中间操作的结果。

图19至图21示出了配置成假体调节的定位枪1900的实施方式的详细示意图，其为BMD 1805的实现方式。图19示出了代表性定位枪1900；图20示出了定位枪1900的左边细节；以及图21示出了定位枪1900的右边细节，并且通常在与图20结合时产生图19的图示。

定位枪1900用于精确地控制假体部件的外展和前倾角，在这种情况下髋臼杯安装到髋臼中。表III中的以下参考编号指示在图19至图21中确认的元件：

表III：装置1900的元件

定位枪1900实质上包括用于布置在中心支承件周围的一组细长纵向驱使器的把手/握持控制件。附接至中心支承件的适配器安装至待调节的假体和可释放地与待调节的假体的接合。这种适配器允许在中心支承件与杯之间的相对运动，并且必要时或对可期望通过装置实现的特征(并不是所有实现方式将包括所有特征)时提供许多自由度。本实施方式包括关于两个垂直轴线中的每个两个自由度。

在一个实现方式中，适配器允许适当的运动自由度，从而允许杯以正向和负向前倾和外展角移动。该组细长纵向驱使器包括四个驱使器，四个驱使器相对于各个相邻驱使器以90度的角度相等地分布在中心支承件周围。这些驱使器包括驱使器头，驱使器头击打髋臼哇哦了的边缘***的一部分，以在边缘上的精确位置处给予可控且可变的纵向撞击。优选地，四个驱使器各自与四个纯前倾和外展点(即，纵向撞击的施加仅改变前倾或外展的地点)对准。

为了使讨论变得简单，控制器为气动或电动供能的，并且提供彼此独立地控制纵向驱使器的幅度和/或频率的能力。控制器的端部处的调转可选择特定的一个驱使器以响应于扳机的驱使来操作。扳机产生纵向撞击在杯的轮廓上的期望的点处的施加，并且当如描述的那样实现时，各个驱使器将控制四个纯点中的仅一个，由此髋臼杯将通过任意单个驱使器正向前倾、负向前倾、正向外展或负向外展地移动。

控制可以是手动的，其包括操作者选择一个或多个驱使器中的特定组并且触发它们以进行操作。触发使一系列多个撞击中的一个或多个沿着轮廓击打具体地点以将角度调节成期望值。一个或多个撞击可具有恒定或可变幅度。如，每个扳机操作使驱使器组以期望的幅度(幅度可以是由操作者预定或调节的)击打选定地点处的轮廓。或者，每个扳机操作可导致一系列击打，每个击打相同或不同(例如，在低值至高值的预设限制的范围内增加幅度)。击打的数量可以是预设的或者在操作者保持扳机操作期间持续的。例如，操作者可扣动扳机，并且驱使器持续直至扳机被释放。一些实现方式可包括允许操作者控制来自驱使器组的撞击的幅度的扳机，如轻拉导致某一力度的击打并且扳机上的较大的拉动产生较大幅度的击打。

在一些实现方式中，控制器包括存储的程序处理***，存储的程序处理***包括处理单元，处理单元执行从存储器受到的指令。那些指令能够控制驱使器组的选择和/或自动触发以实现由外科医生或者由计算机辅助医学计算***(如计算机导航***)输入的外展和前倾的值。可选地，那些指令能够用于补充人工操作以辅助或建议驱使器组的选择和/或触发力(并不是该组的所有驱使器需要用相同的幅度击打轮廓)。

因此，通过选定驱使器组中的任意单个驱使器的操作所产生的撞击可以是一个或多个相等强度的撞击，一组周期性撞击持续直至扳机被释放，或者恒定或可变振动幅度和/或频率的撞击的任意其它组合。

如上所述，四个纯调节点被事先映射出且确认，以使得操作者能够在准备期间适当地对准驱使器。在一些***中，这可以是四个纯点未被事先映射出的情况。在这种情况下，计算机导航***可响应于第一纵向撞击以映射出四个点。在映射之后，驱使器可被适当地再定位。在一些实现方式中，适配器可提供旋转运动自由度以允许驱使器绕中心支承件的纵轴线旋转，以使得驱使器均适当地与纯地点对准。在这之后，操作者可手动地选择特定驱使器以进行操作来适当地且独立地调节前倾和外展。

在一些实现方式中，可期望的是，使用来自导航***的反馈来确定多大的振幅能够使在杯上同时操作的所有同步驱使器将取向调节至期望的前倾和外展。例如，当一个驱使器可在适当的方向上移动前倾2个单位同时也增加一个不期望单位的外展的同时，计算机导航***可同时使用多个驱使器来施加适当的调节并同时取消不期望的调节。

虽然上文中描述了采用四个驱使器的***，但是其它实施方式可包括其它数量的纵向驱使器，如N个驱使器，N＝1至24个驱使器，最优选地均匀地分布在髋臼杯的边缘的***附件(例如，24个杯，每个驱使器将与相邻的驱使器以15度相隔开)。

对于更多个自动化***，驱使器关于中心支承件的均匀分布式不需要的，并且可能的是不对称的布置更适合于安装到髋臼中的杯的轮廓调节。轮廓调节为相同简单的特性，通过其外展和前倾角可在正向方向和负向方向上进行调节。在一些情况下，这些值可以是不相同的，并且定位枪能够被增大以调节这些差异。例如，施加至纯正向前倾的一个单位的力可在正向方向上以第一单位距离调节前倾，而在相同条件下施加至纯负向方向上的该单位的力可在负向方向上以不同于第一单位的第二单位距离调节前倾。并且，那些差异可随着实际角度大小而变化。例如，随着前倾增加，相同单位力可能在实际距离调节中产生不同的反应变化。当轮廓调节被使用时帮助操作者选择驱使器和待施加的撞击力。

在一些实现方式中，***1800的约束在于外科医生S需要在定位BMD 1805的驱使中间等待杯1500的当前取向信息，尽管对患者、外科医生以及设备存在着诸多优点但这可能会阻碍一些外科医生考虑其使用。需要在驱使中间再测量的问题的解决方案可进一步促进定位BMD的实施方式的采纳。这样一种解决方案包括将来自假体的编码信息传输给定位BMD。这种范例允许关于杯的期望位置的信息被一直保持且维持在抢上，从而消除了在每次矫正撞击之后再测量杯的位置的任何需要。这附加地包括将定位BMD的编码信息映射到包括手术室和假体的参考系中。

图22至图24示出了用于定位经安装假体(例如，髋臼杯C)的撞击环2200的使用；图22示出了预定位的经安装假体C相对于安装在定位***上的撞击环2200的初始状态；图23示出了预定位的经安装假体C相对于安装在定位***上的撞击环2200的中间状态；以及图24示出了具有相对于安装在定位***上的撞击环2200定位的经安装假体C的最终状态。撞击环2200在参考系中保持期望取向并且通过使用与撞击环2200相关联的定位BMD而在假体C上操作，当如图24中所示杯C符合由撞击环2200建立的期望取向时定位BMD实现期望取向。

图25示出了采用包括撞击环2510的定位BMD 2505的定位***2500的实施方式。***2500采用计算机导航***1715，在这种情况下箱BMD 2500提供信息以设置撞击环2510，从而使得杯C在骨盆P中准确地取向。BMD 2505基本上使用导航***1715将事先编码在杯C的边缘上的位置信息传输至撞击环2510。撞击环2510具有县归于把手2515的取向，而该取向可被调节(例如，通过伺服电机等)以通过导航***1715的使用在手术室的参考系内设置去往取向。

在参考系中测量并校准撞击环2510的位置/平面(与在用于定位BMD的非撞击环版本的参考系中如何校准和知晓植入的杯的平面与髋骨的方式相似)。BMD 2505轴线在该参考系中的位置也被校准和知晓。BMD 2505近似于在髋臼内的已植入且位置不适的杯，如使用适配器的附件。撞击环2510的期望平面被选择并提供给导航***1715，并且对应于外科医生在手术之后对植入的杯所期望的外展和前倾的极限角度。建议了用于在期望平面中调转的以下方法。(BMD 2505和撞击环2510的轴线被保持在中间位置中(本文中是指双正交位置))。为了使用外科医生，BMD 2505允许在具体圆锥(例如，三十度锥–其它锥尺寸时可能的)内转动，并且撞击环2510维持期望取向，因为把手2515与撞击环2510之间的角度变化会反映为转动。BMD2505转动直至由导航***1715建立撞击环2510在手术室的参考系中的期望平面。位于参考空间中的该平面随后被导航***1715等级，并且将被设置在导航***中作为杯C的外展和前倾的期望角度。在这一点上，外科医生能够在手术期间适合于他/她的任意位置中移动和转动枪。BMD 2505随后将持续地进行调节以使得撞击环2510与“期望平面”维持共平面。在这一点上，无论外科医生在空间上的该30度锥中如何移动BMD 2505，BMD2505上的机制将进行自动必要调节以使得撞击环2510与“期望平面”(例如，40度外展和20度前倾)保持共平面。一旦撞击环2510设置成期望平面，把手2515在一个方向上以5度倾斜以抵消撞击环2510在相反方向上的相对应的5度倾斜，从而将撞击环2510位置在期望平面处。

反馈回路***通过以下方式工作。导航***1715持续且实时地测量BMD 2505的位置和取向。通过计算机导航***1715测量BMD 2505的轴线上的任何位置改变(例如，在该30度锥内)，并将其中继给包括有BMD 2505的微处理器，以在使用控制机制(例如，联接至撞击环2510的伺服电机)时作为通过BMD 2505实现的存储程序计算***的一部分来使用来自导航***1715的信息将撞击环2510维持在期望平面中。微处理器使用这种信息来计算BMD2505的“实际位置”与BMD 2505的“期望位置”之间的误差。微处理器将这两种唯独空间误差转换成移位角度矫正，并且将新的命令发送给控制机制，而控制机制将随后对撞击环2510的位置进行矫正，从而使其移动至期望平面。此外，控制机制具有能够维持反馈回路机制的内部电路，其作用在于在操作期间BMD 2505的转动或其它运动过程中维持期望平面。通过这种方式，BMD 2505维持撞击环2510的位置，以使得其余参考系内的期望平面共平面。BMD2505随后用撞击环2510重复地击打杯C，直至对准不适的杯被矫正到期望位置(即，在本示例中为40外展和20前倾)，而在该点处撞击环2510和植入的杯如图24中所示那样变成共平面。

换言之，BMD 2505的功能如下：BMD 2505包括微处理器(电路板)以及位于板上的一个或多个伺服电机。这些伺服电机一直在参考系中控制撞击环2510的位置。BMD 2505经由适配器附接至植入的杯C。BMD 2505能够绕30度锥转动并且将撞击环2510维持在期望取向中，因为伺服电机与该转动运动相反地补偿并调节撞击环2510的取向。外科医生移动BMD2505直至定位合适，因为外科医生要使用装置撞击环以使杯C再取向。BMD 2505移动直至在通过导航***1715在参考系中找到并登记撞击环的“期望平面”(即，对于本示例而言为40外展和20前倾)。外科医生随后如果需要则移动BMD 2505，然而与BMD 2505如何转动无关，撞击环2510一直被自动矫正为与“期望平面”相同。外科医生随后快速启动联接至撞击环2510的重复的机械槌，从而快速地使撞击环击打在对准不适的杯C上直至杯C和撞击环2510变得共平面，此时，植入的杯的调准已被矫正为期望平面/调准。

一些实现方式通过当前导航***的适当的再配置将允许在手术室参考系空间中简单地通过知晓髋臼在手术室空间中的平面(例如，外展50度、前倾10度)来计算出期望平面(例如，40度外展和20度前倾)。所建议的方法是通过双正交的构成来测量髋臼再手术室空间中的平面。双正交上的变化导致髋臼的平面上的变化。定位BMD随后能够在不具有由导航***登记和校准的其撞击环情况下知晓该平面是哪个。

图26示出了如图25中所示的采用撞击环2510的定位BMD 2505的一个版本至采用撞击环2610的定位BMD 2605的另一版本的进化。在BMD 2505的测试和评估期间，发现撞击环定位***(例如，伺服电机)需要具有强度和硬度，因为撞击环2510在***的杯上的击打会传输至伺服电机。BMD 2605包括硬的撞击环定位***以允许撞击环2610的期望平面的相同实时维持并且承受与伺服控制相关联的问题。例如，涡轮或其它为处理器可控制的电机解决方案提供足以允许撞击环的部分击打失位的杯的硬度。撞击环和杯越是不对准，撞击环与杯之间的角度差异越大，而这可能导致当击打安装的杯时响应于撞击环的更大的扭转/旋转。

虽然BMD 2505提供了关于期望平面的很好的信息并且在使用期间响应于转动运动，但是其不具有期望水平的硬度以在击打用于再定位的杯时保持撞击环的期望平面。这部分地因为观察到撞击环因为与失位的杯的期望平面的未调准而不提供明确集中的能量传输机制，并且撞击环可在中心处被驱动而撞击偏离于边缘，从而在撞击环定位***上导致旋转应力。虽然BMD 2505中的伺服电机的替代物，如BMD 2605的直流无论电机可改善硬度，但是仍存在着不有效的能量传输的缺点。

图27至图34示出了采用撞击环模型的定位***的替代性实施方式。图27至图28示出了定位***2700的第一替代性实施方式；图27示出了第一替代性实施方式的侧视图；以及图28示出了第一替代性实施方式的俯视图。定位***2700包括具有N(N为3以上的整数)个驱使器2710的定位BMD 2705，其用于使用驱使器的端部定义虚拟撞击环(三个以上的驱使器的端部定义期望平面)。假体C使用枢轴关节2715可旋转地联接至BMD 2705。通过这种方式，扳机2720的操作使所有驱使器在外周边缘处同时击打假体C。驱使器在期望平面中击打假体C，并且更有效地向杯的边缘传输再定位能量。计算机导航***用于设置虚拟撞击环。

图29至图30示出了定位***2900的第二替代性实施方式；图29示出了第二替代性实施方式的侧视图；以及图30示出了第二替代性实施方式的俯视图。定位***2900包括具有单个代表性驱使器2910的定位BMD 2905，其用于使用驱使器的端部定义虚拟撞击环。假体使用枢轴关节2915可旋转地联接至BMD 2905。通过这种方式，扳机2920的操作使驱使器2910绕中心支承件2925旋转以使驱使器2910位于杯C的***附近的期望位置处，并且随后使驱使器2910在外周边缘处击打假体C。驱使器2910在期望位置处击打假体C以实现期望平面并且向杯的边缘更有效地传输再定位能量。计算机导航***用于设置虚拟撞击环。随着驱使器2910绕支承件2925旋转，其端部的纵向延伸变短或变长，以使得端部在绕支承件的整个旋转路线上方勾画出具有期望平面的虚拟撞击环。

图31至图32示出了定位***3100的第三替代性实施方式。图31示出了第三替代性实施方式的侧视图；以及图32示出了第三替代性实施方式的俯视图。***3100包括定位BMD3105，定位BMD3105在概念上结合了BMD 1805与BMD 2605。BMD 1805的驱使器在能量传输上时非常有效的(它们通过最小的泄露传输与锤/夯实器相似的能量)。这是本设计的期望特质。BMD 2605的撞击环引人注目的是，杯在手术室参考系空间中的理想位置一直由定位BMD知晓和维持。

通过BMD 3105，期望取向信息目前被传输回装置自身。虚拟撞击环的位置通过具有四个(或更多，例如4-24个)驱使器3110的特殊的虚拟撞击环控制器控制。控制单元包括微处理器3115、具有旋转编码器的电机驱动件3120、直流电机3125、涡轮3130。该控制单元将随后一直维持虚拟撞击环在手术室参考系空间中的位置。虚拟撞击环由通过驱使器(在BMD 3105中为四个)的尖部创建的平面来定义。

四个驱使器的尖部被校准仪允许计算机导航***知晓“虚拟撞击环”在手术室参考系空间中的位置。BMD 3105通过适配器附接至植入的杯C。期望的调准由外科医生输入到计算机导航***中。计算机导航***向BMD 3105提供信息/指令。BMD 3105“控制单元”维持虚拟撞击环在手术室参考系空间中的位置，并且随后一致地响应于扳机3135的操作启动四个驱使器3110，从而击打在植入的杯C的外周边缘3140上，直至虚拟撞击环(四个驱使器的尖部)和植入的杯C共平面，从而实现期望的矫正。

图33示出了结合了BMD 2505与BMD 2905的方面的定位***3300的第四替代性实施方式的侧视图。***3300包括定位BMD 3305，定位BMD 3305具有单个可再定位的驱使器3310，驱使器3310在边缘上的特定点处击打失位的植入的杯C以实现期望平面。特定点是由通过伺服电机3320控制的撞击环3315确认的。在这种情况下，伺服电机3320并不是撞击结构的一部分，因为在本模式中其功能在于保持和定义期望平面。撞击环3315是用于在手术室参考系空间中定义期望平面的有沟槽的环。单个驱使器3310旋转至所指示的位置(其为有沟槽的环与植入的杯C接触的点)并且在该点上重复地撞击在杯的边缘上，直至有沟槽的环和植入的杯C共平面。伺服电机3320和有沟槽的撞击环3315提供BMD 3305上的位置信息，并且驱使器3310在杯C的边缘上提供集中高度有效的撞击以在杯调准中提供期望的改变。

图34示出了包括采用12个驱使器3405(具有在360度的杯***周围以30度均匀相隔开的拱形分离)的BMD 1805相似的定位BMD的定位***3400的第五替代性实施方式的侧视图。BMD 1805的信息优选为使用计算机导航***编码在杯的边缘上。一些实现方式中BMD1805的潜在缺点在于不存在在撞击之后快速测量杯取向并将反馈提供给计算机导航***的机制。对于一些用户而言，信息至计算机导航***的这种测量和反馈必需快速发生以允许导航***和定位BMD通过反馈的回路机制在杯升进行多重且快速的矫正型击打。

***3400通过使用三个(或更多)驱使器作为“平面校准器”3410来降低了这种问题。这些驱使器将用作撞击驱使器和平面校准器这两者。以同样的方式，一些实施方式中的驱使器的尖部被校准仪定义“虚拟撞击环”，这三个空间驱使器3410的尖部被编码并用于限定平面。由此，在通过***3400进行各个矫正型击打之后，三个驱使器3410下降(下滑)并在不同的地点(其位置刚被调节)处触碰杯的边缘。新的平面NP被定义。该平面的位置被传输回计算机导航***。计算机导航***目前计算(由外科医生调转的)新的杯位置与期望的杯位置之间的差异。计算机随后基于刚给出的新的位置信息提供新的命令。杯上的点被计算以提供在调准中的期望的改变，相对应的驱使器3405启动以在杯位置中进行另一增加性改变。杯C的位置通过滑动(平面校准)驱使器3410再次测量。处理被重复，直至实现杯C的期望的调准(即，NP在期望的阈值内与期望平面匹配)。在未来理想地，杯的位置中的改变能够通过光或激光***测量，从而消除“滑动平面校准驱使器”3410的需要。这种改变将允许杯的新位置的更快速的测量和获取，从而将信息更加快速地中继到导航***。这允许了***3400进行必需的矫正性极大以非常快速地获得期望的杯调准。

当如定位BMD的工具成熟时，外科医生一般将更可能地采用用于髋关节置换手术的计算机导航。在美国，不多于10％的外科医生使用用于THR外科手术的计算机导航***。对于这种采用的改进可能会因为以下两种理由而发生：

1.外科医生目前假设在手术室中的额外的时间花费将转换成非常有意义的差异：完美的杯位置。所有外科医生将会乐意为了这种简单的目的而对他们的手术增加1/2小时。

2.使用导航的髋关节置换手术通常以慢节奏移动，因为外科医生持续检查与骨盆相关联的仪器的位置。当知道在手术的末尾可靠且有效的工具可用于通过自动切精确的方式修改和矫正髋臼植入物的最终位置时，外科医生目前将在手术期间更加快速地移动。

BMD允许所有实时信息技术利用(工具)来精确且准确地将髋臼部件(杯)植入到盆骨髋臼内。与导航技术和荧光透视法(以及其它新颖的测量装置)的使用结合的BMD装置是将会允许来自各界的外壳医生(少量/大量)进行相对于髋臼部件(杯)放置的完美的髋关节置换的唯一装置。通过BMD的使用，外科医生能够自信他们作好了髋臼部件定位，从而每次都实现“完美的杯”。因此，BMD概念消除了总是不断地折磨外科医生、患者和社会的髋关节置换手术中复杂化的最常见原因。

与THR的一些方面结合地使用超声装置是已知的，主要对于植入物的移除(如，一些部件可使用可以是使用超声能量的软的水泥来安装)。采用“超声”能量的一些超声装置可用于***假体以用于最终装配可作为一些建议，但这是在股骨部件的上下文中，并且相信这些装置当前无法实际使用在处理中)。相反，BMD的一些实施方式可简单地为振动装置(非超声)，最可能地，其将不是超声的，并且更深厚地，简单地为植入装置，因为其最优选地为用于THR中的髋臼部件的定位装置。另外，讨论的是超声装置可用于准备用于植入假体的骨。BMD并不解决骨的准备，因为这不是本发明的本方面中的主要推力。BMD的一些实现方式可包括相似或相关的特征。

BMD的一些实施方式包括涉及它们自身的装置，其中在假体的植入时进行假体(例如，髋臼部件)的正确安装和定位。非常具体地，这使用与各种“实时测量***”结合的振动能量的一些形式来通过力的最小量的使用将杯定位成完美调准。假体(例如，髋臼杯)抵抗***。一旦***，杯抵抗对于***取向的改变。本发明的BMD产生固定假体的***振动运动，而这降低了抵抗***的力。在一些实现方式中，BMD可产生定位振动运动，而这降低了抵抗对于取向的改变的力。存在着产生两种类型的运动的一些实施方式，如单个振动谱或替代性谱。在本发明的目的的本上下文中，振动运动被特征化为使假体“浮动”，因为假体能够变得更加容易***和/或再取向，并且期望的振动运动可用于假体。一些实施方式被描述为以预定振动模式产生振动假体。在一些实现方式中，预定振动模式是可预见的，并且基本上完全是事先定义的。在其它实现方式中，预定振动模式包括在可用自由度(多达六个自由度)中的一个多个运动自由度上随机化的振动模式。也就是说，运动的横移或旋转自由度中的任一个被定义以用于振动假体，它们中的任一个可具有旨在随机的部件，从而从大变小。在一些情况下，在任意特定运动中随机部件可以是大的，并且在一些情况下住在运动。在其它情况下，随机部件可以是相对想的，以至于检测不到。

在本文中的讨论中，处理定义为用于纯外展、纯内收、纯前倾和纯后弯的旋转的穿点以外，在一些实现方式中，存在着如本文中描述的一对纯点的中间处的其它地点处击打***的假体的驱使器。这些非纯点击打使***的假体(基于三角函数贡献和来自相邻纯点的变化程度)以外展和后弯的相对预定组合来旋转。在上下文中，应理解，旋转可包括外展和/或前倾(本文中也称之为内收和后弯)各自的负值。并且，对于纯点，旋转中的一个的量为零。

上文中已用常用术语描述了***和方法，以有助于理解本发明的优选实施方式的细节。在本文中的描述中，提供了若干具体细节，诸如部件和/或方法的示例，以提供对本发明的实施方式的透彻理解。本发明的一些特征和益处通过这种模式实现，但并不要求于所有情况中。然而，相关领域的技术人员将理解，本发明的实施方式能够在没有具体细节中的一个或多个的情况下被实践，或者通过其它设备、***、组件、方法、部件、材料、部分等来实践。在其它情况下，公知的结构、材料或操作并没有被具体地示出或详细地描述，以避免混淆本发明的实施方式的各方面。

在整个本说明书中，参考“一个实施方式”、“实施方式”或“具体实施方式”是指结合实施方式描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施方式中，并且并不是必需在所有实施方式中。因此，在整个本说明书中在各种位置中表述“在一个实施方式中”、“在实施方式中”或“在具体实施方式中”的代表性出现并不是必须指示一些实施方式。此外，本发明的任意具体实施方式的特定特征、结构或特性可以任意适当的方式与一个或多个其它实施方式结合。应理解，按照本文中的技术，本文中所描述和示出的本发明的实施方式的其它修改和变形是可能的，并且应被考虑为本发明的精神和范围的一部分。

还应明确，附图/图中描绘的一个或多个元件也能够以更分离或整个的方式实现，或者如果根据特定应用是有用的，则在某些情况下甚至被移除或表示为不能用于手术。

附加地，除非另有具体记载，佛足额附图/图中的任何信号箭头应解释为仅仅是示例性的，而不是限制性的。在技术被预知为表示分离或组合的能力不清楚的情况下，部件或步骤的组合也将被考虑为已被记载。

在本发明的所示实施方式的以上描述中，包括摘要中所描述的内容在内，并不旨在将本发明详尽或限制至本文中所公开的精确形式。虽然在本文中仅出于示例性的目的描述了本发明的具体实施方式或示例，但是正如相关领域的技术人员将理解和明确的那样，在本发明的精神和范围内各种等同修改是可能的。正如所指，这些修改可按照本发明的所示实施方式的以上描述来对本发明进行，并且应包含在本发明的精神和范围内。

因此，虽然已参照本发明的特定实施方式在本文中描述了本发明，但是一定范围的修改、各种改变和替换旨在用于以上公开中，并且应明确，在一些情况下本发明的实施方式的一些特征将在不背离所记载的本发明的范围和精神的情况下被采用，而不相对应地使用其它特征。因此，许多修改可被进行为将特定情况或材料适用于本发明的必要范围和精神中。意图在于，本发明不受随附的权利要求书中使用的特定术语和/或所公开的特定实施方式的限制，正如对进行本发明深思熟虑后的最佳模式，但是本发明将包括落入随附的权利要求书的范围内的任意和所有实施方式和等同物。因此，本发明的范围应当尽通过随附的权利要求书来确定。

Claims

1.一种用于布置在髋骨中的髋臼杯的安装装置，所述髋臼杯包括外壳，所述外壳具有定义内腔和开口的侧壁，其中所述侧壁具有在所述开口周围的***，以及其中所述髋臼杯具有相对于所述骨的期望的安装深度、相对于所述骨的期望的外展角和相对于所述骨的期望的前倾角，所述安装装置包括：

控制器，包括扳机；

支承件，具有近端和与所述近端相反的远端，所述支承件还具有从所述近端延伸至所述远端的纵轴线，其中所述近端联接至所述控制器，所述支承件还包括联接至所述远端的适配器，其中所述适配器配置成固定所述髋臼杯；以及

振动器，联接至所述控制器和所述支承件，所述振动器配置成控制所述支承件的振动频率和振动幅度，其中所述振动频率和所述振动幅度配置成在不使用施加到所述髋臼杯的撞击力的情况下以所述期望的外展角和所述期望的前倾角将所述髋臼杯安装在所述安装深度处。

2.如权利要求1所述的安装装置，其中，所述支承件包括相对于X轴、Y轴和Z轴的一个至六个自由度，以及其中，所述振动幅度包括选自由横移方向、旋转方向、X轴横移方向、Y轴横移、Z轴横移、关于所述X轴的俯仰方向、关于所述Y轴的偏转方向、关于所述Z轴的滚动方向及它们的组合构成的组中的一个或多个振动方向。

3.如权利要求1所述的安装装置，其中，所述控制器包括处理器，所述处理器联接至存储器，所述存储器存储程序指令，当所述程序指令被所述处理器执行时选择一个或多个纵向驱使器中的触发组以及根据产生相对于所述骨的所述期望的外展角和相对于所述骨的所述期望的前倾角的轮廓调节触发纵向驱使器的所述触发组。

4.一种用于假体的安装***，所述假体配置成以期望的植入深度植入到骨的部分中，所述假体包括附接***，所述安装***包括：

振动引擎，包括连接至振动机械的控制器，所述振动机械生成具有生成模式的原系列脉动，所述生成模式定义所述原系列脉动的第一占空比；以及

脉动传输组件，具有联接至所述振动引擎的近端以及与所述近端相隔开并且联接至所述假体的远端，其中所述脉动传输组件包括位于所述近端处的连接件***，所述连接件***与所述附接***互补并且配置成固定且牢固地保持所述假体从而产生固定的假体，其中所述脉动传输组件响应于所述原系列脉动将安装系列脉动传递至所述固定的假体从而响应于所述安装系列脉动产生施加系列脉动；

其中，所述施加系列脉动配置成向所述固定的假体给予振动运动以在没有手动撞击的情况下将所述固定的假体至所述骨的部分的安装实现至所述期望的植入深度的95％内。

5.如权利要求4所述的安装***，其中，所述脉动传输组件从所述振动引擎接收所述原系列脉动并且响应于所述原系列脉动产生具有安装模式的安装系列脉动，所述安装模式定义包括二脉动振动幅度、第二脉动方向、第二脉动持续时间和第二脉动时间窗的所述安装系列脉动的第二占空比，其中所述脉动传输组件向所述固定的假体传递所述安装系列脉动从而响应于所述安装系列脉动产生施加系列脉动。

6.如权利要求4所述的安装***，其中，所述脉动传输组件包括本体和细长振动组件，所述细长振动组件具有近端和与所述近端相反的远端，所述近端布置在所述本体内并且联接至所述振动引擎，其中所述远端延伸至所述本体的外侧并且包括所述连接件***；

所述细长振动组件配置成相对于所述本体移动并且具有一个或多个自由度。

7.如权利要求5所述的安装***，其中，所述脉动传输组件包括本体和细长振动组件，所述细长振动组件具有近端和与所述近端相反的远端，所述近端布置在所述本体内并且联接至所述振动引擎，其中所述远端延伸至所述本体的外侧并且包括所述连接件***；

8.一种用于将髋臼杯安装到髋骨中准备好的腕中的方法，所述髋臼杯包括外壳，所述外壳具有定义内腔和开口的侧壁，其中所述侧壁具有在所述开口周围的***，以及其中所述髋臼杯具有相对于所述骨的期望的安装深度、相对于所述骨的期望的外展角和相对于所述骨的期望的前倾角，所述方法包括：

(a)从振动引擎生成原系列脉动；

(b)向所述髋臼杯传递所述原系列脉动从而在所述髋臼杯处产生传递系列脉动；

(c)响应于所述传递系列脉动使所述髋臼杯振动以产生具有预定振动模式的振动髋臼杯；以及

(d)在不使用施加到所述髋臼杯的撞击力的情况下通过所述期望的外展角和所述期望的前倾角在所述安装深度的第一预定阈值内将所述振动髋臼杯***到所述准备好的腕中。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

(e)在所述期望的期望的外展角的第二预定阈值内以及在所述预定的前倾角的第三预定阈值内使所述振动髋臼杯在所述准备好的腕内取向。

10.一种用于以期望的***深度将假体***到患者的骨中的准备好的位置中的方法，其中用于将所述假体***到所述期望的***深度的非振动***力处于第一范围中，所述方法包括：

(a)使用工具使所述假体振动以产生具有预定振动模式的振动假体；以及

(b)使用处于第二范围中的振动***力在所述期望的***深度的第一预定阈值内将所述振动假体***到所述准备好的位置中，所述第二范围包括小于所述第一范围的最低值的一组值。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述第二范围小于第一范围。

12.如权利要求10所述的方法，其中，所述假体包括相对于所述骨的期望取向，还包括：

(c)在没有施加至所述假体的手动撞击的情况下使用所述工具将所述振动假体取向至所述期望取向的第二预定阈值内。

13.如权利要求10所述的方法，其中，所述***步骤(b)包括：

(b1)使用自动深度确定工具自动确定所述振动假体的当前***深度；以及

(b2)使用手术中机器人工具自动增加所述当前***深度一直所述当前深度处于所述第一预定阈值内。

14.如权利要求12所述的方法，其中，所述***步骤(b)包括：

15.如权利要求12所述的方法，其中，所述取向步骤(c)包括：

(c1)使用自动取向确定工具自动确定所述振动假体的当前***取向；以及

(c2)使用手术中机器人工具自动调节所述当前***取向直至所述当前***取向处于所述第二预定阈值内。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述取向步骤(c)包括：

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述假体包括髋臼杯假体。

18.一种用于将***到患者的髋骨中的失位的假体杯定位到相对于所述髋骨的参考系的期望取向的第一预定阈值内的手术中***，所述***使用位置确定***建立所述失位的假体杯的手术中取向，所述手术中***包括：

定位装置，包括驱使器组，所述驱使器组具有一个或多个驱使器，所述定位装置响应于所述手术中取向从所述驱使器组中识别驱使器集，所述驱使器集包括配置成响应于通过所述驱使器集的所述假体杯的击打在所述髋骨可预见地再取向所述假体杯的至少一个驱使器，所述定位装置还包括选择器，所述选择器使所述驱使器集活动并且配置成在所述假体杯上的预定位置处开始所述击打以使所述假体杯在所述参考系内以外展和前倾的预定的相对旋转量旋转。

19.如权利要求18所述的***，其中所述驱使器组包括四个驱使器，其中第一驱使器的位置产生所述假体杯相对于所述参考系的纯外展旋转，其中所述第二驱使器的位置产生所述假体杯相对于所述参考系的纯内收旋转，其中第三驱使器的位置产生所述假体杯相对于所述参考系的纯前倾旋转，以及其中第四驱使器的位置产生所述假体杯相对于所述参考系的纯后弯旋转。

20.如权利要求19所述的***，其中所述驱使器组包括附加的八个驱使器，其中所述附加的八个驱使器的位置各自产生外展旋转和前倾旋转的预定的相对组合，所述附加的八个驱使器的外展旋转和前倾旋转的所剩余预定的相对组合不同于外展旋转和前倾旋转的任意其它预定的相对组合。

21.一种用于将***到患者的髋骨中的失位的假体杯定位到相对于所述髋骨的参考系的期望取向的第一预定阈值内的自动手术中方法，所述***使用位置确定***建立所述失位的假体杯的手术中取向，所述自动手术中方法包括：

(a)将所述假体杯的所述期望取向输入到机器人工具中；

(b)将定位装置相关联至所述假体杯，所述定位装置响应于所述机器人工具；

(c)使用所述机器人工具测量所述假体杯在所述髋骨内的失位置；

(d)对所述失位于所述期望取向进行比较以建立取向顺应误差；

(e)当所述取向顺应误差超出预定阈值时在所述定位装置的一个或多个驱使器与所述假体杯之间开始取向矫正接触，所述取向矫正接触使所述假体杯在所述髋骨内以外展旋转和前倾旋转的预定相对量旋转；以及

(f)重复步骤(c)至(e)直至所述取向顺应误差不超出所述预定阈值。

22.一种用于对***处于手术室中的手术台上的患者的髋骨中的假体杯上的一组正交纯点进行编码的手术中方法，包括：

(a)建立所述髋骨的参考系；以及之后

(b)使用机器人工具将所述杯的所述一组正交纯点映射到所述参考系中，所述一组正交纯点包括外展的第一纯点、内收的第二纯点、前倾的第三纯点和后弯的第四纯点。

23.一种用于对***患者的髋骨中的失位的假体杯定位到相对于所述髋骨的参考系的期望取向的第一预定阈值内的自动手术中方法，所述***使用位置确定***建立所述失位的假体杯的手术中取向，所述自动手术中方法包括：

(a)将定位装置相关联至所述假体杯，所述定位装置包括均匀地分布在所述假体杯的***周围的多个驱使器；

(b)手术中测量所述假体杯在所述髋骨内的失位；以及之后

(c)相对于与所述失位的假体杯相关联的一组编码的纯点驱使所述多个驱使器中的一个或多个驱使器组，以使所述失位的假体杯在矫正调节中以外展旋转和后弯旋转的预定相对量旋转，所述矫正调节可预见地减少所述假体杯的失位幅度。

24.如权利要求23所述的方法，其中，所述多个驱使器包括四个，以及其中，所述驱使器对应于所述一组编码的纯点。

25.如权利要求23所述的方法，其中，所述多个驱使器多于四个，以及其中，所述驱使器中的四个对应于所述一组编码的纯点。

26.如权利要求23所述的方法，其中，所述多个驱使器包括三个或更多个驱使器，以及其中，所述驱使器中的一个对应于所述一组编码的纯点中的一个纯点。