CN112351745A - 股骨颈切除夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于在髋关节置换手术期间执行股骨的颈的受控切除的外科设备，该外科设备包括：主体部分。主体部分包括框架，该框架能够安装在股骨的股骨头上以相对于股骨头的中心定位主体部分。主体部分还包括用于指示股骨颈上的切除平面的方位的切除导向器，以及从框架延伸并且包括用于读出股骨头偏移的标记的臂。该设备还包括连接器，该连接器用于将主体部分安装在位于股骨的髓内腔中的髓内杆上，并且用于能够滑动地接收臂。连接器包括指示器。股骨头偏移通过读取指示器相对于臂上的标记的方位来指示。

Description

股骨颈切除夹具

技术领域

本发明涉及用于在髋关节置换手术期间执行股骨的颈的受控切除的外科装置和方法。

背景技术

髋关节置换是一种外科手术，其中髋关节由假体植入物置换。在全髋关节置换手术中，患者的自然髋关节被置换髋臼窝的髋臼杯部件和置换股骨头的股骨部件置换。

在此种外科手术期间，通常通过沿股骨颈的一部分进行切除来切去股骨的病变部分。假体股骨部件和假体股骨头置换通过外科手术移除的自然结构。假体的股骨部件的定位对于确保股骨头在其承窝(即，髋臼壳)内的适当配合和平滑旋转是重要的。

当执行关节重建诸如髋关节置换手术时，重要的是骨结构的术前几何形状在术后结构中复制。重要的是保持自然关节生物力学，确保适当的关节和软组织平衡。如果未实现这一点，则结果可能为较高的关节力和总体关节不稳定性。

因此，有必要确保矫形植入物结构正确地放置在患者体内。就髋关节假体而言，重要的是在植入置换结构期间将股骨头的自然解剖旋转中心定位和保持在髋臼壳内。在植入髋关节假体的股骨部件期间旋转中心的错位可影响患者的腿部长度，这可导致患者非常不满意的结果。

在初次全髋关节成形术中，重要的是通过测量来确定股骨头的自然偏移和颈长度。偏移可从较大转子上的点到股骨头的中心测量。颈长度可从较小转子的点到股骨头的中心测量。

US 6,258,097公开了一种用于将术后关节几何形状与术前关节几何形状进行比较的整形外科器械。该器械包括可固定到球形关节的球形的头部卡盘和其上具有参考标志的臂。指示术前关节几何形状的标记相对于球形关节的中心在骨上形成。在用假体球替换之后，通过将头部卡盘固定到假体球并将骨标记的位置与臂上的参考标志进行比较来验证术后几何形状。根据需要，在假体部件中进行调节。

基于图像的***也广泛用于髋关节成形术内以定位股骨头中心。这些***需要术前成像和术中验证。

仍然需要将帮助外科医生测量股骨头偏移，而无需在外科手术期间执行易错复杂数学计算的外科器械。还仍然需要外科器械来帮助外科医生在适当的切除平面处切除股骨颈，以便在人造关节内再现髋关节的解剖旋转中心。

发明内容

结合独立权利要求和从属权利要求示出本发明的方面。来自从属权利要求的特征的组合可与独立权利要求的特征适当地结合，并且不仅仅是权利要求书中明确示出的那样。

本发明提供了一种用于在髋关节置换手术期间执行股骨的颈的受控切除的外科设备，该外科设备包括：

主体部分，该主体部分包括：

框架，该框架包括孔口，其中孔口的尺寸被设定用于接收股骨的股骨头以相对于股骨头的中心定位主体部分；

切除导向器，该切除导向器用于指示股骨颈上的切除平面的方位，和

臂，该臂从框架延伸并且包括用于读出股骨头偏移的标记，连接器，该连接器用于将主体部分安装在位于股骨的髓内腔中的髓内杆上，并且用于能够滑动地接收臂

并且其中连接器包括指示器，股骨头偏移通过读取指示器相对于臂上的标记的方位来指示。

根据本发明的外科设备为股骨颈切除夹具。该设备是用于确定股骨头中心的“基于现实”的***，而不是“基于图像”的***。这是因为在切除股骨头之前，设备使用实际原位股骨头来定位股骨头中心。因此，与常规的“基于图像”的***相比，如本文所述的外科设备提供定位该关键解剖参数的至少更快、更便宜、更容易使用并且更准确的装置。

该概念基于找到股骨头中心，并且然后相对于该股骨头中心进行颈切除。

框架

框架为尺寸被设定成能够以可移除方式安装到股骨头上的简单的环结构。框架的孔口相对于股骨头的中心定位设备的主体部分。框架可被本领域技术人员称为“球径计”。已经证明，即使在骨关节炎的后期阶段期间，股骨头的后面也可用于确定股骨头中心，因为与前面相比，后面似乎更加保持其球形度。然而，外科设备的使用不限于将框架安装在股骨头的后面上，并且还设想框架可安装在股骨头的前面上。

框架可包括针孔，该针孔被构造用于能够移除地接收骨针以用于将框架能够移除地安装在股骨头上。

针孔可成角度，使得针孔指向股骨头的中心(即，钻孔导向孔被取向成与股骨头的表面成90度)。

任选地，框架还包括与针孔相邻的“R”和“L”标签。这些标签是指“右髋”或“左髋”。由于针孔的成角度，标签通知外科医生使用哪个针孔，这取决于外科手术是在左髋还是右髋上执行。这确保了当骨针***到针孔中时，针指向而不是远离股骨头。

切除导向器

切除导向器从框架延伸。切除导向器可包括第一纵向外边缘，该第一纵向外边缘限定第一切除导向表面以用于指示股骨颈上的第一切除平面的方位。

切除导向器可包括第二纵向外边缘，该第二纵向外边缘限定第二切除导向表面以用于指示股骨颈上的第二切除平面的方位。

第一切除导向表面可位于第二切除导向表面的近侧，使得第一切除导向表面表示对应于标准偏移颈切除平面的切除平面，并且第二切除导向表面表示对应于高偏移颈切除平面的切除平面。

在切除导向器的一些构造中，第一切除导向表面和第二切除导向表面平行。

切除导向器可包括第一切除导向狭槽和第二切除导向狭槽。第一切除导向狭槽和/或第二切除导向狭槽可被构造为尺寸被设定用于接收切割工具的刀片的切割狭槽。

第一切除导向狭槽可位于第二切除导向表面的近侧，使得第一切除导向狭槽表示对应于标准偏移颈切除平面的切除平面，并且第二切除导向狭槽表示对应于高偏移颈切除平面的切除平面。

第一切除导向狭槽和第二切除导向狭槽可以基本上平行。

切除导向狭槽可进行颜色编码，以帮助外科医生在视觉上区分哪个狭槽指示标准偏移颈切除平面，以及哪个狭槽指示高偏移颈切除平面。例如，狭槽的周边边缘可具有颜色。具有绿色周边边缘的狭槽可用于在视觉上指示将用于标准偏移颈切除平面的狭槽。具有红色周边内边缘的狭槽可用于在视觉上指示将用于高偏移颈切除平面的狭槽。

臂

臂上使得外科医生能够看到真实股骨颈偏移的标记可以是刻度的形式(例如，分度线)。例如，刻度可以1mm的增量被分度。刻度可开始于例如30mm处并且结束于60mm处。这是非限制性示例。

标记可与颜色编码相关联，该颜色编码允许外科医生在视觉上识别所测量的股骨颈偏移是否为标准偏移和/或高偏移。

臂上表示在第一范围内(例如，介于30mm和40mm之间)的股骨头偏移的第一系列标记可与第一颜色(例如，绿色)相关联。标记可以第一颜色(例如，彩色油墨)设置，或者可设置在第一颜色的背景上。如果连接器的指示器指示所测量的股骨头偏移在该第一范围内，则外科医生将使用标准偏移切除导向表面/狭槽。

臂上表示在第二范围内(例如，介于41mm和46mm之间)的股骨头偏移的第二系列标记可与第二颜色(例如，琥珀色)相关联。标记可以第二颜色(例如，彩色油墨)设置，或者可设置在第二颜色的背景上。如果连接器的指示器指示所测量的股骨头偏移在该第二范围内，则外科医生将需要知道计划的柱杆大小，以便决定是使用标准偏移切除导向表面/狭槽还是使用高偏移切除导向表面/狭槽。

臂上表示在第三范围内(例如，介于47mm至60mm之间)的股骨头偏移的第三系列标记可与第三颜色(例如，红色)相关联。标记可以第三颜色(例如，彩色油墨)设置，或者可设置在第三颜色的背景上。如果连接器的指示器指示所测量的股骨头偏移在该第三范围内，则外科医生将使用高偏移切除导向表面/狭槽。

标记可设置在臂的相对表面上。这使得臂能够用于右股骨头或左股骨头上。

连接器

连接器具有近侧端部和远侧端部，以及在近侧端部和远侧端部之间延伸的纵向轴线。当连接器安装到髓内杆上时，连接器的纵向轴线基本上平行于股骨轴轴线。

在一些构造中，连接器可被构造成上下骑跨髓内杆。这可用于确保框架处于正确的高度处以定位股骨头中心。

臂可经由摩擦配合保持在连接器的狭槽中。任选地，连接器还包括用于将连接器锁定在沿臂的长度的位置处的锁定机构。该锁定机构采用锁紧螺钉的形式。

为了使臂上的标记在臂与连接器组装在一起时对外科医生可见，连接器可包括观察窗口，标记的至少一部分通过该观察窗口可见。

在一些构造中，指示器可为在近侧方向和/或远侧方向上从观察窗口延伸的线的形式。

任选地，指示器可被定义为指点投影。

连接器还可包括用于指示股骨颈上的竖直切除平面的方位的切除狭槽或切除导向器。在一些构造中，连接器具有下表面，并且切除导向器在上方方向上从下表面延伸。这引导外科医生放置竖直股骨颈切口。

切除导向器可以是用于在颈的切除期间接收切割装置的刀片的切割狭槽。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于使用外科设备在髋关节置换手术期间执行股骨的颈的受控切除的方法，该方法包括：

主体部分，该主体部分包括：

框架，该框架包括孔口，其中孔口的尺寸被设定用于接收股骨的股骨头以相对于股骨头的中心定位主体部分；

切除导向器，该切除导向器用于指示股骨颈上的切除平面的方位，和

臂，该臂从框架延伸并且包括用于读出股骨头偏移的标记，连接器，该连接器用于将主体部分安装在位于股骨的髓内腔中的髓内杆上，其中臂能够相对于连接器可滑动地调节，并且其中连接器包括指示器，股骨头偏移通过读取指示器相对于臂上的标记的方位来指示，

将连接器安装在髓内杆上；

将连接器与臂组装在一起；

通过相对于连接器能够滑动地调节臂来将框架安装在股骨头上；

通过确定指示器相对于臂上的标记的位置来测量股骨头偏移，以及

使用切除导向器进行以下任一操作：

在股骨的颈上标记切除平面的方位；或者

引导切割装置的刀片以切除股骨的颈。

框架可以能够移除地安装在股骨头的后面上。另选地，框架可以能够移除地安装在股骨头的前面上。

连接器可包括狭槽，该狭槽被构造用于能够滑动地接收臂，并且将连接器与臂组装在一起的步骤包括将臂能够滑动地***到狭槽中的步骤。

框架可包括针孔，该针孔被构造用于能够移除地接收骨针以用于将框架能够移除地安装在股骨头上，并且其中将框架安装在股骨头上的步骤包括将骨针***穿过针孔的步骤。

附图说明

本发明的构造将在下文仅以举例的方式参考附图进行描述，其中类似附图标记关联类似元件，并且在附图中：

图1示出了根据本发明的外科设备的第一构造；

图2示出了根据本发明的外科设备的第二构造；

图3示出了根据本发明的外科设备的第三构造；

图4示出了根据本发明的外科设备的第四构造；

图5示出了根据本发明的外科设备的第五构造；

图6示出了根据本发明的外科设备的第六构造；

图7示出了根据本发明的外科设备的第七构造；

图8示出了根据本发明的外科设备的第八构造；

图9A至图9G示出了用于在髋关节置换手术期间执行股骨的颈的受控切除的外科手术。

如图1所示的外科设备100包括主体110。主体包括框架120、切除导向器130和臂140。外科设备还包括连接器150，该连接器用于将外科设备的主体部分安装到髓内杆上。主体可为一体件。这在制造方面是有利的，并且还有利于设备的灭菌。主体可由金属制成，例如不锈钢。金属的合适厚度的非限制性示例为约6mm。

框架120能够安装在股骨的股骨头上。框架用于相对于股骨头的中心定位主体部分。

框架包括针孔122，该针孔中的每个针孔的尺寸被设定用于接收骨针以用于将框架能够移除地安装到股骨头。针孔可成角度，使得钻孔导向孔指向股骨头的中心(即，钻孔导向孔被取向成与股骨头的表面成90度)。

框架还包括与针孔相邻的“R”和“L”标签。这些标签是指“右髋”或“左髋”。由于针孔的角度，标签通知外科医生使用哪个针孔，这取决于外科手术是在左髋还是右髋上执行。这确保了当骨针***到针孔中时，针指向股骨头而不是远离股骨头。

切除导向器130在视觉上向外科医生指示股骨颈上的切除平面的方位。在所示的构造中，切除导向器包括两个基本上平行的切除导向狭槽131、132。每个切除导向狭槽被构造成在股骨颈的切除期间接收切割装置的刀片。

切除导向狭槽131指示标准偏移颈切除平面。切除导向狭槽132指示高偏移颈切除平面。标准偏移颈切除平面与高偏移颈切除平面之间的差值将为约7mm。下文参考图9G进一步示出了使用切除导向狭槽131、132切除股骨颈。该设计在股骨距上方居中闭合并且朝向转子侧向开放。使用切除导向狭槽131、132中的任一个切除导向狭槽将导致股骨颈切除，该股骨颈切除是计划的颈切除的2mm保守位置。这将允许在股骨腔准备好之后使用股骨距扩孔钻。

臂140包括用于读出股骨头偏移的标记142。该构造中的标记呈有分度的刻度的形式。该构造中所示的刻度以1mm的增量递增，开始于30mm(即，30mm的股骨头偏移)处并且结束于60mm(即，60mm的股骨头偏移)处。相同的刻度可设置在臂的相对表面上。设置在臂上的标记(例如，“R”表示右侧，或“L”表示左侧)将向外科医生指示使用臂的哪一侧。

连接器150用于将外科设备的主体部分安装在髓内杆上。在所示的构造中，连接器被设计成安装在髓内杆上，但不锁定到其上。安装可经由摩擦配合进行。这允许连接器相对于髓内杆上下移动。任选地，可包括锁定机构以将连接器锁定到髓内杆。

连接器包括被构造用于能够滑动地接收臂140的狭槽152。狭槽152具有横贯连接器的纵向轴线(Y)的狭槽轴线(X)。在所示的构造中，狭槽轴线相对于连接器的纵向轴线成约45度的角度。

连接器还包括大致矩形的观察窗口154。观察窗口的尺寸使得外科医生可在臂140上的相邻标记142的一部分处观察。例如，外科医生可观察至少两个相邻标记。如外科设备的该第一构造所示，观察窗口足够大，使得外科医生能够看到36mm至50mm的标记。

连接器还包括指示器155，此处以在连接器的近侧端部和观察窗口154的近侧表面之间延伸的线的形式示出。连接器上的线155相对于臂上的标记142的方位为外科医生提供对股骨头偏移的即时视觉读出。在所示的构造中，线155与有分度的刻度的44mm增量对齐。因此，外科医生可看到股骨头偏移为44mm。有利的是，通过使用本发明的外科设备，外科医生不需要进行任何心算，该心算可能易于出现人为误差，并且是耗时的。

连接器可包括“R”和“L”标签。这些是指“右髋”和“左髋”。由于臂是对称的，因此连接器可翻转以用于左髋或右髋上，

如该构造所示，锁定机构156设置在连接器上，该锁定机构可用于将臂140和连接器150锁定在一起。这防止臂相对于连接器的任何无意滑动移动，从而确保准确读取股骨头偏移。在所示的构造中，锁定机构为设置在连接器的近侧端部157处的锁紧螺钉的形式。该锁紧螺钉被构造用于锁定接合在设置于臂的近侧表面和/或远侧表面上的沟槽内。该沟槽示出于图2中。该构造所示的沟槽不延伸到臂的居中端部和侧向端部。因此，沟槽是系留沟槽。这确保了当臂在连接器内自由滑动时，直到锁定在适当位置，连接器将不会在外科手术期间从臂的端部意外地脱落。任选地，沟槽可沿臂的整个长度延伸。

在连接器的远侧端部158处设置有切割狭槽159。该狭槽可用于执行股骨颈的竖直切除。这在下文中参考图9G示出。

图2示出了外科设备200的第二构造。除了使用颜色编码来在视觉上帮助外科医生之外，该构造与第一构造基本上相同。外科设备的该构造中的类似零件使用与图1中相同的参考标号来参考，增加100。

标记242与颜色编码相关联，该颜色编码允许外科医生在视觉上识别所测量的股骨颈偏移是否为标准颈偏移和/或高颈偏移。

设置在臂240上的第一系列标记242a表示在30mm和40mm之间的第一范围内的股骨头偏移。标记是黑色的，并且设置在绿色背景上。这被称为股骨头偏移的“绿色范围”。

设置在臂240上的第二系列标记242b表示在41mm和46mm之间的第二范围内的股骨头偏移。标记是黑色的，并且设置在琥珀色背景上。这被称为股骨头偏移的“琥珀色范围”。

设置在臂240上的第三系列标记242c表示在47mm和60mm之间的第二范围内的股骨头偏移。标记是黑色的，并且设置在红色背景上。这被称为股骨头偏移的“红色范围”。

切除导向狭槽231、232以与标记(242a,242c)类似的方式进行颜色编码。这样，切除导向狭槽232(指示标准偏移切除平面)的边缘为绿色，并且切除导向狭槽231(指示高偏移切除平面)的边缘为红色。

在使用期间，如果连接器的指示器255指示所测量的股骨头偏移在股骨头偏移的绿色范围内，则外科医生使用绿色切除导向狭槽232标记颈切除平面。

在使用期间，如果连接器的指示器255指示所测量的股骨头偏移在股骨头偏移的红色范围内，则外科医生使用红色切除导向狭槽231标记颈切除平面。

在使用期间，如果连接器的指示器255指示所测量的股骨头偏移在股骨头偏移的琥珀色范围内，则外科医生将需要知道计划的柱杆大小，以便决定是使用绿色切除导向狭槽232还是红色切除导向狭槽231标记颈切除平面。

图3至图8示出了根据本发明的外科设备的第三构造至第八构造。外科设备的主体(310,410,510,610,710,810)包括框架(320,420,520,620,720,820)、切除导向器(330,430,530,630,730和830)以及臂(340,440,540,640,740,840)，如上文参考图1和图2所述。外科设备的每个构造还包括连接器(350,450,550,650,750和850)。在外科设备的第三构造至第八构造中的每个构造中示出了连接器的不同设计。例如，每个连接器在连接器通过其安装到髓内杆的机构中变化。此外，每个连接器在指示器的设计中变化。

图9提供了外科步骤的流程的非限制性示例，其中在髋关节成形术期间使用本发明的外科设备的第二构造。

图9A：髓内杆(具有完全圆形衬圈)***到股骨腔中；

图9B：预组装根据本发明的外科设备。这涉及将主体的臂滑动到连接器的狭槽中。

图9C：然后将组装的外科设备的连接器250安装到髓内杆上。外科医生在大致居中/侧向方向上滑动臂240，直到框架220安装在股骨头上。然后通过在顺时针方向上旋转锁紧螺钉256的旋钮将臂锁定就位。

图9D：使用框架上的针孔222在股骨头中钻出钻孔。然后将针以一定角度***到股骨头中以固定框架。

图9E：外科医生通过观察指示器255与臂上的标记242的相对位置来进行真实的股骨头偏移测量。如图所示，指示器255与指示44mm的股骨头偏移的标记对齐。值得注意的是，这在股骨头偏移的“琥珀色范围”内。

图9F：从股骨移除髓内钉/杆。

图9G：接下来，外科医生切除股骨颈。在该示意图中，外科医生使用连接器250上的切割狭槽259进行竖直颈切除，并且使用红色切除导向狭槽231执行高偏移颈切除。然后移除股骨头。

Claims (14)

1.一种用于在髋关节置换手术期间执行股骨的颈的受控切除的外科设备，所述外科设备包括：

主体部分，所述主体部分包括：

框架，所述框架包括孔口，其中所述孔口的尺寸被设定用于接收所述股骨的股骨头以相对于所述股骨头的中心定位所述主体部分；

切除导向器，所述切除导向器用于指示所述股骨颈上的切除平面的方位，和

臂，所述臂从所述框架延伸并且包括用于读出股骨头偏移的标记，

连接器，所述连接器用于将所述主体部分安装在位于所述股骨的髓内腔中的髓内杆上，并且用于能够滑动地接收所述臂，

其中所述连接器包括指示器，所述股骨头偏移通过读取所述指示器相对于所述臂上的所述标记的方位来指示。

2.根据权利要求1所述的外科设备，其中所述连接器包括狭槽，所述狭槽被构造用于能够滑动地接收所述臂。

3.根据权利要求1或2所述的外科设备，其中所述连接器还包括用于将所述连接器锁定在沿所述臂的位置处的锁定机构。

4.根据任一项前述权利要求所述的外科设备，其中所述连接器包括观察窗口，通过所述观察窗口能够观察所述臂上的所述标记。

5.根据任一项前述权利要求所述的外科设备，其中所述连接器还包括切割狭槽。

6.根据权利要求5所述的外科设备，其中所述连接器具有近侧端部和远侧端部，并且其中所述切割狭槽从所述远侧端部在近侧方向上延伸。

7.根据任一项前述权利要求所述的外科设备，其中所述切除导向器包括用于指示所述股骨颈上的切除平面的方位的导向狭槽或导向表面。

8.根据任一项前述权利要求所述的外科设备，其中所述导向狭槽是用于在所述颈的所述切除期间接收切割装置的刀片的切割狭槽。

9.根据任一项前述权利要求所述的外科设备，其中所述框架包括针孔，所述针孔被构造用于能够移除地接收骨针以用于将所述框架能够移除地安装在所述股骨头上。

10.一种用于使用外科设备在髋关节置换手术期间执行股骨的颈的受控切除的方法，所述方法包括：

主体部分，所述主体部分包括：

框架，所述框架包括孔口，其中所述孔口的尺寸被设定用于接收所述股骨的股骨头以相对于所述股骨头的中心定位所述主体部分；

切除导向器，所述切除导向器用于指示所述股骨颈上的切除平面的方位，和

臂，所述臂从所述框架延伸并且包括用于读出股骨头偏移的标记，

连接器，所述连接器用于将所述主体部分安装在位于所述股骨的髓内腔中的髓内杆上，并且用于能够滑动地接收所述臂

并且其中所述连接器包括指示器，所述股骨头偏移通过读取所述指示器相对于所述臂上的所述标记的方位来指示，

将所述连接器安装在髓内钉上；

将所述连接器与所述臂组装在一起；

通过相对于所述连接器能够滑动地调节所述臂来将所述框架安装在所述股骨头上；

通过确定所述指示器相对于所述臂上的所述标记的位置来测量所述股骨头偏移，以及

使用所述切除导向器进行以下任一操作：

在所述股骨的所述颈上标记所述切除平面的所述方位；或者

引导切割装置的刀片以切除所述股骨的所述颈。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述框架能够移除地安装在所述股骨头的后面上。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述框架能够移除地安装在所述股骨头的前面上。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中所述连接器包括狭槽，所述狭槽被构造用于能够滑动地接收所述臂，并且其中将所述连接器与所述臂组装在一起的步骤包括将所述臂***到所述狭槽中的步骤。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中所述框架包括针孔，所述针孔被构造用于能够移除地接收骨针以用于将所述框架能够移除地安装在所述股骨头上，并且其中将所述框架安装在所述股骨头上的步骤包括将骨针***穿过所述针孔的步骤。

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