CN117119979A - 用于准备患者受体部位并安装医疗植入物的器械和方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种外科手术工具组件。该组件包括被配置成支撑器械的第一引导工具部分。第一引导工具部分被配置成限制器械相对于患者部位的运动。提供第二引导工具部分，其被配置为接收至少一根K线材以稳定外科手术工具组件。

Description

用于准备患者受体部位并安装医疗植入物的器械和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年12月23日提交的美国临时专利申请63/130,206的权益，该申请通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样。

技术领域

本公开涉及用于准备植入物的骨骼受体部位以及将植入物安装在受体部位的外科手术器械。本文所述的器械被配置成能够在有限的直接接近的情况下加工骨骼，以便为安装医疗装置(比如植入物)做准备。具体而言，本公开内容涉及哺乳动物滑膜关节的受损软骨关节表面下的骨骼的准备。

背景技术

如美国专利公开2018/0289493中所解释的，该申请通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样，软骨是一种柔性的且相对柔软的生物材料，通常保护相对坚硬的骨骼，尤其是在骨骼可能与其他坚硬表面接触的关节区域。天然软骨形成覆盖某些骨骼表面的薄层。随着时间的推移，软骨由于使用或其他状况而退化并受损。这尤其是透明软骨的问题，该透明软骨是一种被发现用于关节连接关节的材料，包括人类的膝盖、臀部和肩膀。由于各种原因，这种软骨不像其他组织那样能够自我维持，这导致需要修复和/或假体置换手术，尤其是在老年人中。为了修复这些关节，已知可以安装植入物来置换支承表面的一部分。PCT申请PCT/US2020/063539(也由本申请人(Formae公司)所有)描述了一种已知类型的植入物，并且也通过引用并入到本文中，如同在本文中完全阐述的一样。

为了接近需要修复的部位，外科医生必须使用各种工具和器械。外科医生通常必须加工和准备用于医疗植入物的受体部位。在某些情况下，可以直接接近受体部位。但是，在其他情况下，直接接近受体部位可能是不可能的或者可能受到限制。

因此，需要各种解决方案，比如器械、外科手术工具和过程，其将为外科医生提供与受体部位接合的能力(即，加工、凿孔、扩孔、钻孔等)，而不管直接或间接接近是否可用。

发明内容

如在本文的实施例中所公开的，通常提供一种引导组件，其包括引导工具(其可以是手持的或者用手操纵的)、切割引导件(其通常被配置成接收钻头的切割端部)、以及对准和固定组件(其可以包括各种部件，比如K线材)。在一方面，K线材接合切割引导件的下部侧，并且钻头(也称为切割工具)接合切割引导件的顶部侧，以相对于受体部位固定切割引导件。钻头被固定在切割引导件内，使得钻头的任何后续的切割、钻孔等被引导、控制并限制在预定的几何形状内。

在一方面，提供了准备植入部位的方法和用于准备植入部位的***。该方法和***包括引导工具和切割工具。在一方面，切割工具包括直角钻头。当从侧面观察时，引导工具可以具有三角形轮廓。在一方面，切割引导件(在本文中也称为平台)的尺寸被设计成部分地布置在受体部位内和/或受体部位周围，并且切割引导件与切割工具联接。切割工具可以联接到引导工具，使得切割工具的切割端部的几何切割轮廓经由引导工具受到限制。

在一方面，提供至少三根K线材用于稳定引导工具和/或将切割引导件固定在适当位置。至少两根K线材大致彼此平行地延伸，并且第三根K线材相对于另外两根K线材以一定角度延伸。

在一方面，切割引导件将切割工具的切割轮廓限制为圆形轮廓。本文使用的术语切割引导件是指限制或约束切割工具的运动的任何结构或部件。

可以在引导工具上设置对准引导组件，该对准引导组件限定多个开口，这些开口的尺寸允许K线材延伸穿过其中并将该组件相对于患者固定在适当位置。

可以提供一种器械引导组件，其包括可滑动地固定在引导工具的基座部分上的支架。引导工具的基座部分可以限定具有预定长度的轨道，以用于支架沿着该轨道滑动，以及接口，该接口可枢转地固定到支架并且包括被配置成与切割工具联接的通道或接收部。

切割引导件可以包括平坦周边，该平坦周边被配置成置于或以其他方式抵靠磨损的关节表面搁置，并经由平坦周边边缘稳定。在一方面，切割引导件的平坦周边涂覆有或者以其他方式包括水凝胶或软硬度的聚合物。

在一方面，联接器被配置成将切割工具的切割端部附接到引导工具的引导臂上。

本文还公开了一种外科手术工具组件。该组件包括被配置成支撑器械的第一引导工具部分。第一引导工具部分被配置成限制器械相对于患者部位的运动。第二引导工具部分被配置成接收至少一根K线材以稳定外科手术工具组件。第一引导工具部分可以进一步包括器械引导组件，该器械引导组件被配置成与器械的一部分接合。器械引导组件可以包括滑动件和支撑接口，滑动件沿着由第一引导工具部分的基座部分限定的轨道可滑动地固定，并且支撑接口被配置成与器械的一部分接合。支撑接口被配置成相对于滑动件枢转。

第一引导工具部分可以进一步包括限定多个开口的第一支撑引导件，每个开口被配置成接收至少一根K线材。被配置为接收在第一支撑引导件和第二引导工具部分中的K线材可以被配置为相对于彼此以倾斜的角度布置。

第一引导工具部分可以进一步包括引导臂，该引导臂包括限定第一接收部的端部。该端部被配置成抵靠患者部位接合，并且第一接收部被配置成限制器械的端部相对于患者部位的运动。

引导臂可以被配置为相对于患者部位在切线方向上延伸。第一引导工具部分可以进一步包括第二接收部，该第二接收部被配置成接收器械的另一部分。该器械可以包括被配置成突出到第二接收部内的突出部。引导臂的端部可以涂覆有水凝胶或软硬度的聚合物，以避免损伤患者的解剖结构。

可以提供一种器械引导件，其被配置成接收器械的末端端部。器械引导件可以被配置成由接收在第二引导工具部分内的至少一根K线材接合。

第一引导工具部分和第二引导工具部分可以是相对于彼此可调节的。

第二引导工具部分可以被配置成支撑套管，套管被定尺寸以接收至少一根K线材，并且套管可以被配置成抵靠接合患者的解剖结构。

在另一方面，提供了一种对准引导工具，其包括限定至少一个开口的基本主体，至少一个开口被配置为接收至少一根K线材；被配置为接收器械的第一部分的引导接口；以及被配置为接收器械的第二部分的接收部。

引导接口可以被配置成相对于基本主体枢转，并且引导接口是环。接收部可以具有圆形轮廓，即通常与植入物匹配的轮廓。至少一个支柱可以从基本主体延伸以用于稳定。

本文还公开了一种使用外科手术工具组件将器械与植入物受体部位接合的方法。该方法包括提供第一引导工具部分和第二引导工具部分，第一引导工具部分包括器械引导组件和限定第一接收部的引导臂，并且第二引导工具部分被配置成接收K线材。该方法包括将第一接收部与植入物受体部位对准。该方法还包括通过将至少一根K线材***穿过第一引导工具部分或第二引导工具部分中的至少一个来稳定外科手术工具组件。该方法包括将器械附接到器械引导组件上，并且然后相对于植入物受体部位操纵器械。

器械引导组件被配置成枢转，使得器械在附接到器械引导组件时是至少部分地可旋转的。第一接收部被配置成限制器械的末端端部的运动，并且第一引导工具部分进一步包括第二接收部，第二接收部被配置成接合器械上的突出部以进一步限制器械的运动。

在一方面，至少两根K线材延伸穿过第一引导工具部分并且至少一根K线材延伸穿过第二引导工具部分，以稳定外科手术工具组件。

本公开提供了使用具有中空或壳层内部(即，内部腔体)的锚固件来安装改进的锚定***的器械，从而递送并牢固地锚定水凝胶医疗装置，从而置换哺乳动物关节中的受损软骨，以便优化骨骼锚固件到软骨置换水凝胶的安全固定，从而提高锚固件和被锚定的水凝胶之间的连接的寿命。

本文描述了另外的方面和实施例。

附图说明

当结合示出了本发明的优选实施例的附图阅读时，将更好地理解前文的概述和下文的详细描述。附图中：

图1A-1E是医疗植入物的各种透视图和侧视图，该医疗植入物被配置成使用本文公开的各种器械植入或安装。

图2A示出了患者的解剖结构的各个区域。

图2B和图2C示出了安装在患者的解剖结构的不同区域的植入物。

图3示出了用于直接植入的外科手术工具的组件。

图4A-4E示出了用于准备植入物的受体部位的各种步骤和使用相关器械的各种步骤。

图5A-5C示出了扩孔器工具在不同状态下的各个方面。

图6A-6C示出了使用试验植入物以检查患者受体部位的各种参数的步骤。

图7A-7C示出了根据一个方面的冲击工具和植入物。

图8A-8C示出了根据一个实施例的与患者的解剖结构接合的套管的各个方面。

图9A和图9B示出了根据一个方面的接合患者的解剖结构的对准引导工具和钻头。

图9C示出了图9A-9B的钻头。

图9D示出了图9A-9B的对准引导工具。

图9E是对准引导工具和钻头的俯视图。

图9F是对准引导工具和钻头的侧视图。

图9G是对准引导工具和钻头的放大视图。

图9H是对准引导工具和钻头的剖视图。

图9I是处于第一位置的对准引导工具和钻头的放大剖视图。

图9J是处于第二位置的对准引导工具和钻头的放大剖视图。

图9K是处于第一位置的对准引导工具和钻头的进一步放大剖视图。

图9L是处于第二位置的对准引导工具和钻头的进一步放大剖视图。

图9M是对准引导工具和钻头的另一视图。

图9N是钻头的透视图。

图9O是对准引导工具的透视图。

图9P是对准引导工具的另一视图。

图9Q是对准引导工具的俯视图。

图9R是对准引导工具的一部分的放大视图。

图10A是外科手术工具组件和钻头的侧视图。

图10B是外科手术工具组件和与患者的解剖结构接合的钻头的一部分的放大视图。

图10C是外科手术工具组件和与患者的解剖结构接合的钻头的一部分的进一步放大视图。

图10D是外科手术工具组件和钻头的另一视图。

图10E是外科手术工具组件和与患者的解剖结构接合的钻头的一部分的透视图。

图10F是外科手术工具组件和与患者的解剖结构接合的钻头的一部分的侧视图。

图10G是外科手术工具组件和与患者的解剖结构接合的钻头的一部分的剖视图。

图10H是外科手术工具组件和钻头的另一侧视图。

图10I是外科手术工具组件的一部分的放大视图。

图10J是钻头和患者的解剖结构之间的相接处的放大视图。

图11A是另一外科手术工具组件和钻头的侧视图。

图11B是与钻头接合的旋转平面引导件的放大视图。

图11C是外科手术工具组件和钻头的另一侧视图。

图11D是外科手术工具组件和钻头的一个区域的侧视图。

图11E是外科手术工具组件和钻头的一个区域的另一视图。

图12A是与机器人***相接的外科手术工具组件的侧视图。

图12B是外科手术工具组件和与患者的解剖结构接合的钻头的一个区域的侧面透视图。

图12C是外科手术工具组件和钻头的另一侧透视图。

图12D是外科手术工具组件和钻头的一个区域的放大视图。

图12E是外科手术工具组件和钻头的侧视图。

图12F是外科手术工具组件和钻头的另一侧视图。

图13A示出了外科手术工具组件。

图13B是处于第一状态的与患者的解剖结构接合的外科手术工具组件的侧面透视图。

图13C是处于第二状态的与患者的解剖结构接合的外科手术工具组件的侧面透视图。

图13D是处于第三状态的与患者的解剖结构接合的外科手术工具组件的侧面透视图。

图13E是与患者的解剖结构接合的外科手术工具组件的后视图。

图13F是处于第四状态的与患者的解剖结构接合的外科手术工具组件的侧面透视图。

图13G是处于第五状态的与患者的解剖结构接合的外科手术工具组件的侧面透视图。

图13H是与患者的解剖结构接合的外科手术工具组件的俯视图。

图13I是与患者的解剖结构接合的外科手术工具组件的放大视图。

图13J是与患者的解剖结构接合的外科手术工具组件的后部透视图。

图13K是与患者的解剖结构接合的外科手术工具组件的放大视图。

图13L是与患者的解剖结构接合的外科手术工具组件的另一后部透视图。

图14A是冲击器手柄工具的侧视图。

图14B是滑轨的侧视图。

图14C和图14D是***件的侧视图。

图14E和图14F是冲击器的侧视图。

图14G是具有植入物的***件的侧视图。

图14H是具有植入物的***件的剖视图。

图14I是具有植入物的冲击器的侧视图。

图14J是具有植入物的冲击器的剖视图

图14K是与患者的解剖结构接合的***件组件的侧视图。

图14L是***件组件的侧视图。

图14M是***件组件的透视图。

图14N是处于第一状态的冲击器手柄工具、滑轨和***件的侧视图。图14O是处于第二状态的冲击器手柄工具、滑轨和***件的另一侧视图。

图14P是冲击器手柄工具、滑轨和***件的剖视图。

图14Q是处于第一状态的冲击器手柄工具和冲击器的侧视图。

图14R是处于第二状态的冲击器手柄工具和冲击器的侧视图。

图14S是处于第三状态的冲击器手柄工具和冲击器的一部分的侧视图。

图14T是处于第三状态的冲击器手柄工具和冲击器的一部分的侧剖视图。

图14U是处于第四状态的冲击器手柄工具和冲击器的侧视图。

图14V是处于第四状态的冲击器手柄工具和冲击器的剖视图。

图14W是与植入物接合的冲击器的放大剖视图。

具体实施方式

本文提供的描述是为了使本领域技术人员能够制造和使用所述的实施例。但是，对于本领域技术人员来说，各种修改、等同物、变型、组合和替代方案都是清楚的。任何和所有此类修改、变型、等同物、组合和替代方案都旨在落入由权利要求限定的本发明的精神和范围内。

在以下描述中使用某些术语仅为方便而非限制。词语“右”、“左”、“顶部”和“底部”表示附图中参考的方向。权利要求书和说明书的相应部分中使用的词语“一”和“一个”被定义为包括一个或更多个引用的项，除非另有明确规定。术语包括上文特别提到的词语、其派生词和类似含义的词。短语“至少一个”后跟所列的两个或更多个项，比如“A、B或C”是表示A、B或C中的任何一个及其任何组合。

安装医疗装置的器械通常被设计为与被安装的医疗装置相对应。一种类型的植入物包括圆形医疗植入塞10，如图1A-1E所示。这些植入物10可以被压配合到受损的关节表面的正下方的骨骼中准备的圆孔中，类似于将销钉压配合到相应受体孔中。受体孔可以精确地制成公差，使得受体孔相对于医疗植入物10尺寸过小，以优化稳定且牢固的压配合，使得医疗植入物10周围的骨骼可以生长到植入物10中，比如与愈合过程相关联。这种愈合过程被称为骨整合，因为愈合的骨骼进入医疗植入物的多孔外层中，有效地将植入物与骨骼结合在一起，以用于医疗装置的永久固定。所面临的挑战是通过最小的切口，以不允许直接接近期望的受体部位的角度，通过仅有限的接近来精确地做到这一点，最终降低患者的风险、疼痛、痛苦、有利于愈合和康复。

图1A-1E中公开的植入物10可以与本文公开的任何器械一起使用，通常可以包括限定腔体的锚固件主体12和固定在腔体内的弹性铰接元件14。可以在锚固件主体12上提供附接特征(比如网格结构)，以将弹性铰接元件14固定到锚固件主体。侧壁的外表面可以包括被配置成促进骨骼向内生长的多孔结构。在PCT申请PCT/US2020/063539中公开了植入物10的附加特征，其全部内容通过引用并入本文。

直接接近器械

在骨骼中准备受体部位所需的器械取决于外科医生对待置换的受损软骨表面的接近。在一种布置中，外科医生可以径向或垂直地直接接近被置换的关节软骨表面。在这种情况下，可以使用图3所示的器械。图3示出了套管针钻孔引导件15，其在图4A中示出在使用中。图3示出了K线材16，在图4B中示出了其与套管针钻孔引导件15一起使用。图3示出了套管17，在图4C中示出了该套管与套管针钻孔引导件15和K线材16一起使用。图3示出了扩孔器18，在图4D中示出了该扩孔器与套管针钻孔引导件15、K线材16和套管17一起使用。图3示出了在图6A-6C中使用的试验工具19。图3还示出了冲击器工具20，这将在本文中更详细地描述。

表格1与图2A一起概述了手术的各个方面，该附图示出了股骨2上的股骨凸轮区域的各个区域。图2A还示出了股骨2与胫骨4的对接。如表格1所示，对于示例性凸轮区域的每个区域都具有相应的关节表面弯曲半径，在表格1中以度数示出。膝股骨髁关节表面的曲率半径是凸轮形的。为了优化植入物与患者的植入物/宿主支承表面匹配，外科医生必须确定被置换的软骨缺损的解剖位置，并确认与套管针钻孔引导件的最佳匹配。图2B和图2C提供了布置在股骨2和胫骨4中的植入物10的进一步图示。

在本文提供的任何过程或描述中，植入物10被安装到正确的深度，使得植入物10的支承表面与邻接的周围关节软骨表面共面。植入物10的锚固件主体可以完全埋于受体骨骼(即股骨)中。在植入物10被无意地安装得太深的情况下，植入部位可以被挖空，并且可以安装更大的植入物10作为替代。

如图4A所示，该过程可以包括确认患者的解剖结构缺陷的尺寸和对准。使用套管针钻孔引导件15来确定、测量或检测软骨表面缺损的大小，套管针钻孔引导件在股骨髁关节表面的骨关节炎III-IV级损伤上居中。该过程包括对准套管针钻孔引导件15，使得其在侵蚀的软骨暴露骨骼上居中。该过程包括使套管针钻孔引导件15倾斜，以使植入物支承表面与关节软骨表面对准，从而优化恢复的关节表面一致性。该过程包括调节套管针钻孔引导件15以最大化套管针钻孔引导件15与受体部位软骨的圆周边沿接触，从而优化完整的宿主关节软骨和植入物支承表面的一致性。在一方面，该过程使用压缩来执行，比如触觉压缩，其中外科医生将套管针钻孔引导件15压缩到软骨缺损上。该过程可以一直执行，直到检测到与植入物受体部位的边沿接触的一些触觉反馈。

如图4B所示，K线材16通过套管针钻孔引导件15***。该过程可以包括使套管针钻孔引导件15居中以覆盖软骨侵蚀的暴露骨骼。该过程包括调整套管针钻孔引导件15垂直于股骨髁和软骨缺损的切平面的对准。通过直接关节镜可视化，经由套管针钻孔引导件15的轮廓表面的圆周边沿接触来确认对准。K线材16被安装成用于通过套管针钻孔引导件15中的套管进行对准固定。K线材16的位置和对准对于手术的剩余部分是至关重要的。

如图4C所示，套管17被定位成使其对准套管针钻孔引导件15并在其上滑动，该套管针钻孔引导件由K线材16稳定。套管17位于受体部位表面缺损的软骨边沿上。

图4D和图4E示出了套管针钻孔引导件15的移除以及在K线材16上放置扩孔器18。扩孔器18被构造成钻入到患者的解剖结构中或在患者的解剖结构中扩孔，以准备用于植入物10的受体部位。扩孔器18包括防止过度扩孔的止动件18’。

图5A-5C示出了扩孔器18的更多细节。具体而言，图5C在植入物10上叠置扩孔器18的切割端部(以虚线示出)，以示出扩孔器18的切割端部如何相对于植入物10尺寸过小，以便提供植入物10相对于经由扩孔器18扩孔的受体部位的压配合固定。扩孔器18被配置为将骨骼碎屑拉入到套管17中。一方面，扩孔器18尺寸过小并且具有直边缘或外周边，而植入物10具有锥形侧壁。这种几何形状的差异有助于将植入物10安装在受体部位中，随后调整***的角度作为植入物10能够被充分安装的最终检查。

图6A-6C示出了用于确定试验植入深度和对准的试验工具19。如果需要，可以移除K线材16来调整试验工具19。受体孔尺寸过小并且具有直的圆柱形轮廓，而植入物10的侧壁是锥形的，从而允许调整对准。试验工具19可以根据需要进行调整并为植入物10的安装部位做好准备。试验工具19尤其可以用于评估和分析用于植入物边沿和周围软骨表面一致性的适当尺寸。

图7A-7C示出了与冲击器工具20一起安装的植入物10。冲击器工具20可以包括边沿冲击器，该边沿冲击器接合植入物10的侧壁，以通过套管17安装植入物10。冲击器工具20可以接合植入物10的锚固件主体的边沿。可以评估安装的深度，以使植入物10的支承表面与完整的邻接软骨表面共面。冲击器工具20在安装期间通过施加力或冲击植入物10的边沿而不是支承表面来保护植入物10的水凝胶或支承表面。

图8A-8C示出了套管17包括至少一个开口狭槽17a，从而当植入物10经由与冲击器工具20的接合被输送到受体部位时，可以直接观察植入物10。该至少一个狭槽17a可以形成为任何形状或轮廓，只要提供从套管17的外部到内部的一些视觉视线即可。

基于本文公开的器械，可以采用以下技术来安装植入物10。首先，可以执行对准过程，在该过程期间，套管针钻孔引导件15可以经由触觉压缩与受体部位对准，以确保与软骨表面并置的最佳端部表面接触。然后可以将K线材16安装到一定深度，使得其在随后的钻孔和试验步骤中保持对准。然后利用试验工具19来确定受体部位的深度和对准。接下来，可以移除K线材16。最后，植入物10可以经由手动压缩和随后用冲击器工具20敲击通过套管17安装。可以执行额外的验证步骤，以确保最终就位前的正确对准。

一方面，使用本文公开的工具，公开了一种用于将植入物安装在患者受体部位的方法。该方法包括相对于患者受体部位布置第一器械，以确认患者受体部位的初始特征。在一方面，第一器械可以是套管针钻孔引导件15。该方法还可以包括***K线材穿过第一器械到患者的解剖结构。该方法可以包括围绕第一器械布置第二器械，比如套管17，并移除第一器械。该方法包括将切割工具(比如扩孔器18或其他切割、钻孔或扩孔工具)***第二器械的内部并与患者受体部位接合。切割工具的外圆周切割轮廓小于植入物的外圆周轮廓。这确保了植入物将与患者受体部位具有牢固的压配合或就位。切割工具被配置为从患者受体部位移除骨骼碎屑。该方法包括将第三器械(比如试验工具19)***到患者受体部位中，以在从患者受体部位移除骨骼碎屑之后确定患者受体部位的特征。接下来，该方法包括使用第四器械(比如冲击器工具20)将植入物安装到患者受体部位。第四器械可以包括边沿，该边沿被配置成接合植入物的***侧壁，并避免损坏由植入物限定的支承表面。本领域普通技术人员将应该理解，各种其他步骤和器械可以与这些步骤结合使用。

间接接近器械

当外科医生不能直接接近或直线接近(即，径向或垂直)待置换的关节软骨表面时，就会出现困难。挑战在于，在不允许直接钻孔的角度下，通过最小切口的以仅有限的接近精确地做到这一点。本公开还提供了用于准备受体部位的器械和外科手术技术，以用于重修与外科医生接近的受损关节表面不垂直的受损的软骨关节表面。本公开描述了安装医疗植入物10和间接可变角度所需的器械。

图9A-9R、图10A-10J、图11A-11E、图12A-12F和图13A-13L示出了用于骨骼受体部位的间接接近机械加工的工具。这些工具允许在无法直接接近骨骼的情况下对骨骼进行机械加工。一方面，骨骼可以是股骨2，并且另一方面，骨骼可以是胫骨4。

参照图9A-9R，在一方面，这些工具包括钻头25和对准引导工具26。在一个实施例中，钻头25是直角钻头，并且对准引导工具26是胫骨对准引导工具。本领域普通技术人员将理解，可以使用其他类型的钻头25。此外，除了钻头或切割工具之外的其他工具可以与对准引导工具26一起使用。

对准引导工具26可以包括基本主体30，该基本主体包括弯曲的基座部分，该基座部分包括多个孔或开口26b，这些孔或开口被构造成接收另一部件，比如K线材。本领域普通技术人员将会理解，基本主体30可以具有不同的轮廓。在一方面，基本主体30具有曲率，该曲率通常被配置成在使用期间抵靠患者的解剖结构搁置。

基本主体30还包括由引导接口26c限定的通道，该引导接口被配置成接收钻头25的一部分。在一个实施例中，引导接口26c可以形成为闭环。引导接口26c可以包括形成在基本主体30上的柱26d，并且引导接口26c可以包括枢转地安装在柱26d上的环。引导接口26c的闭环可以被定尺寸以允许钻头25在其中滑动运动。引导接口26c可以包括附接到基本主体30的枢转或旋转件，使得钻头25可以在被支撑在引导接口26c内的同时左右或侧向移动。

工具偏移限制组件经由布置在接收部28内的突出部27提供，所述接收部形成于对准引导工具26上。一方面，如图9A和图9C所示，突出部27一体地设置在钻头25上。在另一方面，如图9B和图9G-9L所示，突出部27可以形成为单独的工件并且可以形成在环27’或其它元件上，其被配置成附接或布置在钻头25上。

突出部27和接收部28用作控制装置，以用于限制钻头25留下预定的几何形状，从而精确控制机械加工的受体部位的形状。这种配置控制机械加工的受体部位的几何形状。接收部28的预定的几何形状可以模仿或反映受体部位的一般尺寸或参数。例如，接收部28的预定的几何形状通常可以匹配植入物10的周边或外部轮廓，或者可以稍微小于植入物10的周边或外部轮廓。因此，接收部28将骨骼的机械加工限制为接收部28所描绘的期望形状。接收部28的深度的尺寸使得接收部28始终将突出部27保持在接收部28内。

本领域的普通技术人员将理解，在替代实施例中，阳特征(即突出部27)可以限定在对准引导工具26上，并且阴特征(即接收部28)可以形成在钻头25上。此外，可以提供各种其他配置，经由与对准引导工具26的一些接口或接合来限制钻头25的到达量。

对准引导工具26可以包括多个支柱29a、29b、29c。尽管示出了三个支柱，但是本领域技术人员将会理解，在不同的方面可以使用更多或更少的支柱。这些支柱29a、29b、29c可以通过孔钉在胫骨上以保持稳定性。这些支柱29a、29b、29c可以被认为是髓外引导件，其可以用围绕脚踝和小腿缠绕的条带固定到腿上，进一步稳定工作平台。多个支柱29a、29b、29c可以与对准引导工具26一体地形成。

对准引导工具26可以进一步包括例如在图9A、图9B、图9Q、图9R中所示的辅助主体31，该辅助主体具有延伸到基本主体30的至少一个连接臂32。在一方面，至少两个连接臂32可以设置在基本主体30和辅助主体31之间。多个支柱29c中的一个可以与辅助主体31一起形成，并且多个支柱29a、29b中的两个可以与基本主体30一起形成。本领域普通技术人员将理解，支柱29a、29b、29c相对于基本主体30和辅助主体31的替代配置是可能的。在一方面，接收部28形成在辅助主体31上。

用于治疗软骨疾病的三角靶向装置

一旦外科医生在膝关节中的胫骨的关节镜检查期间发现关节中的软骨缺损，则难以准备用于置换受损软骨的植入物的部位。本公开提供了解决这些困难的各种解决方案。本领域的技术人员将理解，本文公开的装置、***、方法和过程可以用于在身体的不同部位准备和安装植入物，因此不受位置或身体部位的限制。本文公开了一种外科手术工具组件，其通常具有三角形轮廓并允许与患者的解剖结构更稳定地接合。

图10A-10J示出了用于间接接近的引导器械，以便对骨骼受体部位进行机械加工以准备骨骼部位。特别地，提供了外科手术工具组件34，其包括第一引导工具部分35和第二引导工具部分44。在一个实施例中，第一引导工具部分35和第二引导工具部分44可以形成为单独的结构。在另一个实施例中，第一引导工具部分35和第二引导工具部分44可以彼此一体地形成。

第一引导工具部分35包括用于钻头25的支撑或器械引导组件36，以及其尺寸允许K线材通过的第一支撑引导件40。可以提供多根K线材37a、37b、37c来稳定外科手术工具组件34。如图10D所示，第一支撑引导件40限定了多个开口41，所述开口的尺寸允许K线材延伸穿过其中。多根K线材37a、37b、37c可以与开口41的周边或边缘接合，以将第一支撑引导件40固定在适当位置。

第二引导工具部分44可以经由接口48连接到第一引导工具部分35。接口48可以包括多个调节开口48a、48b、48c、48d，这些调节开口被配置成允许第一引导工具部分35与第二引导工具部分44的连接之间的相对调节。例如，第一引导工具部分35的末端端部35c可以包括被配置为接收在多个调节开口48a、48b、48c、48d内的尖头或柱。轨道49可以被限定在第二引导工具部分44上，其尺寸被设计成接收第一引导工具部分35的一部分，即末端端部35c。轨道49可以形成为狭槽或凹槽。如图10H所示，可以提供锁定组件58来将第一引导工具部分35与第二支撑引导件44固定在一起。本领域普通技术人员将理解，可以在第一引导工具部分35和第二引导工具部分44之间提供各种类型的连接或接口，使得第一引导工具部分35和第二引导工具部分44之间的相对位置是可调节的。

外科手术工具组件34还可以包括切割引导件38(在本文中也称为旋转钻头引导件或枢转球平面引导件)，这将在本文中更详细地描述。

第二支撑引导件44可以包括至少一个开口，该开口被构造成接收至少一根K线材，比如K线材37c。在一方面，第二支撑引导件44可以被认为是稳定引导件。在一方面，第二支撑引导件44可以包括套管45，该套管限定了用于K线材37c的开口。K线材37通常可以相对于由第一引导工具部分35支撑的K线材37a、37b以倾斜的角度定向。套管45可以具有棘轮调节特征，使得套管45可以在由第二支撑引导件44限定的开口内手动调节，该第二支撑引导件被配置为支撑套管45。例如，套管45在第一方向上的旋转可以使套管45从第二支撑引导件44进一步延伸，而在相反的第二方向上的旋转可以将套管45从第二支撑引导件44向后拉动。套管45的一端可以具有接合表面，该接合表面被配置成有助于将套管45抵靠患者的解剖结构的一部分固定。

在这种布置中，所需的关节表面植入物受体部位的三角靶向装置被控制。至少一根K线材37c可以接合切割引导件38，该切割引导件相对于期望的受体部位限制并引导直角钻头25。至少两个额外的K线材37a、37b可以用于相对于关节表面受体部位稳定第一引导工具部分35。在一方面，K线材37c和其他两根K线材37a、37b中的任一根之间限定的角度在45度到80度之间。本领域技术人员将理解，该角度将由于多个参数而变化。

器械引导组件36限制或约束钻头25的滑动和旋转。器械引导组件36可以包括滑动件36a，该滑动件可滑动地固定在第一引导工具部分35的基座部分35a上。在一方面，第一引导工具部分35的基座部分35a限定了轨道35b，该轨道具有预定行程或长度，以用于滑动件36a沿着该轨道滑动。支撑接口36b可以可枢转地固定到滑动件36a上并且包括用于附接到钻头25上的通道或接收部。钻头接口可以形成为U形支架或保持器，其尺寸适于接合钻头25的一部分。这种布置提供了钻头25的滑动和旋转运动，并确保钻头25的行程或运动被限制在预定的几何形状。

外科手术工具组件34既可以经由为K线材(即K线材37a、37b、37c)提供开口来提供稳定性和定向，也可以提供控制钻头25的运动的能力。

具有暴露的关节支承表面损伤的受体部位可以在损伤中心用圆形磨头(burr)准备或处理。切割引导件38(也称为平台引导件或旋转钻孔引导件)被配置成搁置或位于由磨头产生的半圆形或球形凹陷中，并且可以通过围绕切割引导件38的周边延伸的平坦圆盘39来稳定。在一方面，切割引导件38涂覆有水凝胶或软硬度的聚合物以保护周边软骨，并且通过与接合的K线材37c和第一引导工具部分35两者一起压缩而与圆周邻接的软骨表面齐平。

如图10E所示，在一方面，切割引导件38被配置成与钻头25的端部联接。切割引导件38可以包括开口38a，该开口被配置成接收钻头25的端部25’(即切割或钻孔端部)。在一方面，开口38a形成在从平坦圆盘39周边的主要部分径向延伸的侧突出部上。切割引导件38可以首先被放置在患者的解剖结构中，并且然后外科医生可以将钻头25的端部25’***切割引导件38的开口38a中。切割引导件38被配置成限制钻头25的端部25’的路径。基于这种配置，钻头25的切割路径被限制到预定的几何形状(即，切割引导件38的周边)。本领域技术人员将理解，切割引导件38的形状可以变化。在一方面，切割引导件38可以充当枢转球平面引导件。

切割引导件38被配置成在一侧(即向下)被钻头25压缩，并且在第二侧(即向上)被K线材37c压缩。然后，钻头25被配置成以由切割引导件38的圆周或轮廓限定的圆形图案或几何形状进行切割。切割引导件38可以用作限定钻头25的切割路径的追踪部件。本领域普通技术人员将理解，切割引导件38可以与部位公开的任何其他实施例一起使用。

如图11A-11E所示，可以为外科手术工具组件134提供旋转平面引导件38’。旋转平面引导件38’可以是切割引导件38的一种变型。旋转平面引导件38’被配置为位于由磨头在患者的解剖结构中产生的半圆形或球形凹陷中，并由平坦环或周边38a’稳定。旋转平面引导件38’包括开口38b’，该开口被配置成接收钻头25的切割端部25’并且被配置成引导切割端部25’。旋转平面引导件38’的环或周边38a’可以涂覆有水凝胶或软硬度的聚合物，以保护患者的周边软骨，并且可以通过用K线材37c和第一引导工具部分135和/或钻头25压缩而与圆周邻接的软骨表面齐平。

在一方面，引导臂43可以从第一引导工具部分135的主要部分延伸。引导臂43可以相对于患者的植入物的受体部位在垂直或切向方向上延伸。图11A-11E的第一引导工具部分135的所有其它方面类似于图10A-10J的第一引导工具部分35。引导臂43的端部43a可以限定用于接收或支撑旋转平面引导件38’的接收部47。在本文公开的每个实施例中，端部43a可以被认为是靶向引导件。靶向引导件通常被配置为与患者的缺损周围的表面接合。

可以设置联接器46以将引导臂43的端部43a和旋转平面引导件38’连接。联接器46可以包括卡扣配合环或盖，其被配置为将旋转平面引导件38’固定到引导臂43。本领域普通技术人员将理解，可以使用其他结构、紧固件、联接器和布置来确保旋转平面引导件38’固定到引导臂43。当旋转平面引导件38’由联接器46支撑在引导臂43上时，该旋转平面引导件是自由旋转的，使得外科医生能够旋转旋转平面引导件38’以基于由旋转平面引导件38’限定的开口38b’在预定路径中执行进一步的切割或钻孔。在一方面，联接器46被配置成围绕引导臂43的端部43a的边缘旋转，以便在植入部位的边缘上提供对切割端部25’的更多控制，从而优化受体患者部位壁，以用于随后与植入物10的压配合。

如图12A-12F所示，引导工具组件134可以适用于没有旋转平面引导件的情况。基于这种布置，在与旋转平面引导件38’或切割引导件38附接或接合时被固定到预定路径相比，钻头25的切割端部25’被配置成在预定的外周边形状的范围内自由移动。在这个方面，引导臂43的端部43a限定了圆形周边、引导环或接收部47，其被配置成限制钻头25的切割端部25’的路径。引导臂43的具有接收部47的端部43a被配置成位于磨损的关节表面上，并且通过其平坦周边来稳定，该平坦周边可以涂覆有水凝胶或软硬度的聚合物以保护周边软骨，并且通过用接合的K线材和引导工具或钻头压缩而与圆周邻接的软骨表面齐平。如图12A-12F所示的引导工具组件134的所有其它方面类似于如图10A-10J所示的引导工具组件34，以及如图11A-11E所示的引导工具组件134。

在一方面，机器人***50可以被配置为驱动钻头25的运动，如图12A示意性所示。如本文所使用的，机器人***是指任何电、机械和/或机电***，其可以被配置为执行比如切割、钻孔、移动另一部件、成像、建模、索引等活动。在一方面，机器人***50被配置为在有限的人工干预下执行活动，并且可以是半自动或全自动的。机器人***50可以是计算机化的，并且可以包括被配置为控制机器人***的功能的处理器，以及输入/输出接口或控制器、存储器、CPU和/或其他电气部件。

该机器人***50可以在本文公开的任何一种配置中实现。机器人***50可以被配置为确保钻头25不会在容器或接收部47的外部切割。此外，可以通过使用外科手术工具组件34和机器人***50的组合来实现患者解剖结构的索引。

在一方面，机器人***50被配置为与本文公开的引导部件的任何部分联接。在一方面，机器人***50可以在没有引导部件的情况下使用，所述引导部件被配置为控制器械的末端端部，比如元件38、38’、47等，因为机器人***50可以被自动地驱动以控制靶向受体部位内的磨头/钻头偏移。被直接索引到机器人***50并与其联接的靶向引导件消除了索引表面解剖结构的需要，因为外科医生将引导件在靶向受体部位上居中，用K线材将其稳定并且引导件简单地为机器人***50或器械25瞄准和/或标记该部位，以用其特定引导件为期望的特定植入物创建被编程到机器人***50中的具有特定尺寸的期望的受体部位。

在一方面，机器人***50可以被配置为基于钻头25的移动来索引患者的解剖结构。基于由本文公开的任何一个引导元件(即引导接口26c、接收部28、切割引导件38、旋转平面引导件38’、接收部47、接收部235d和/或器械引导组件36等)提供的预定切割路径或模式，工具可以作为任何机器人***50的索引辅助***。机器人***50可以被配置为具有***地移动并且在所述移动期间产生位置和方位信息的探测器或其他装置。通过使用本文公开的工具限制机器人***50的运动，该机器人***可以产生患者的解剖结构的精确阵列或图像。因此，与不受本文公开的工具限制或引导的机器人***50相比，可以更可靠和准确地实现索引。

图13A-13L示出了外科手术工具组件234的另一个方面。如图13A-13L所示，外科手术工具组件234包括第一引导工具部分235和第二引导工具部分44。第一引导工具部分235类似于第一引导工具部分35、135，除非本文另有明确规定。如图13A所示，外科手术工具组件234可以包括多个第一引导工具部分235、235’、235”，如本文更详细地描述的。

在一个实施例中，第一引导工具部分235和第二引导工具部分44可以形成为分离的结构。在另一个实施例中，第一引导工具部分235和第二引导工具部分44可以彼此一体地形成。第一引导工具部分235通常包括用于钻头25的支撑或器械引导组件36，以及第一支撑引导件40。可以提供多根K线材37a、37b、37c来稳定外科手术工具组件234。第一支撑引导件40可以设置在第一引导工具部分235上，并且第一支撑引导件40限定多个开口41，该开口的尺寸允许K线材37a、37b、37c延伸穿过。K线材一旦安装在开口41中，则将第一引导工具部分235固定在合适位置并防止外科手术工具组件234移动。

第二引导工具部分44可以经由接口48连接到第一引导工具部分235。接口48可以包括多个调节开口48a、48b、48c、48d，这些调节开口被配置成允许第一引导工具部分235与第二引导工具部分44的连接之间的相对调节。例如，第一引导工具部分235的末端端部35c可以包括被配置为容纳在多个调节开口48a、48b、48c、48d内的尖头或柱。轨道49可以被限定在第二引导工具部分44上，其尺寸被设计成接收第一引导工具部分235的一部分，即末端端部35c。轨道49可以形成为狭槽或凹槽。如图13E所示，可以提供锁定组件58来将第一引导工具部分235与第二支撑引导件44固定在一起。在一方面，该配置允许第一引导工具部分235相对于第二支撑引导件44滑动，从而调节套管45的角度，同时保持引导臂43的端部43a目标在受体部位上居中。基本上，这种配置保持延伸穿过套管45的K线材对准引导臂43的端部43a的中心。在一方面，靶向部位(即用于植入物10的患者受体部位)与靶向引导约束(即引导臂43的端部43a)、钻孔约束联接(即切割引导件38中的开口38a)与钻头(即端部25’)的相对几何形状，以及旋转螺旋引导件(即器械引导组件36)与目标和靶向约束(即引导臂43的端部43a)的距离可以是一对一的。在另一方面，本领域普通技术人员将理解，可以在这些元件之间提供多种不同的几何形状和关系。

第二支撑引导件44与第一引导工具部分235固定在一起并且包括至少一个开口，该开口被配置成接收至少一根K线材，比如K线材37c。在一方面，第二支撑引导件44可以被认为是稳定引导件。第二支撑引导件44可以包括用于K线材37c的套管45，其通常相对于由第一引导工具部分235的第一支撑引导件40支撑的K线材37a、37b以倾斜的角度定向。

在这种布置中，所需关节表面植入物受体部位的三角靶向装置被控制。K线材37c接合切割引导件38，该切割引导件相对于期望的受体部位限制并引导直角钻头25。额外的K线材37a、37b可以用于相对于关节表面受体部位稳定第一引导工具部分235。在一方面，K线材37c和其他两根K线材37a、37b中的任一根之间限定的角度在45度到80度之间。本领域技术人员将理解，该角度将由于多个参数而变化，并且当该间接引导***用于其他关节应用时，比如肩肱骨和关节盂关节表面时，该角度将发生变化。

器械引导组件36限制或约束钻头25的滑动和旋转。器械引导组件36可以包括滑动地固定在第一引导工具部分235的基座部分35a上的滑动件36a。在一方面，第一引导工具部分235的基座部分35a限定了轨道35b，该轨道具有预定行程或长度，以用于滑动件36a沿着该轨道滑动。轨道35b可以形成为T形轨道，其中在滑动件36a上形成的相应的接收部以与T形轨道接合。支撑接口36b可以可枢转地固定到滑动件36a，并且可以包括用于附接到钻头25的通道或接收部。支撑接口36b可以形成为U形支架或保持器，其尺寸适于接合钻头25的一部分。支撑接口36b可以包括紧固元件，以将钻头25固定在适当位置。支撑接口36b可以通过钻头25的***而弹性变形，使得支撑接口36b夹紧钻头25。这种布置提供了钻头25的滑动和旋转运动，并确保钻头25的行程或运动被限制在轨道35b的预定几何形状或长度。

第一引导工具部分235可以包括从第一引导工具部分235的基座部分35a延伸的引导臂43。引导臂43的端部43a可以限定第一接收部47。引导臂43可以相对于相对的末端端部35c以倾斜的角度延伸。第一接收部47被配置成限制钻头25的切割端部25’的路径或行程。在一方面，第一接收部47具有大致模仿或匹配植入物10的轮廓的圆形周边。在一方面，第一接收部47略微小于植入物10的外周边。在一方面，轨道35b的长度大于第一接收部47的直径。这确保滑动件36a可以移动必要的距离以适应第一接收部47的相对几何形状。

引导臂43的具有第一接收部47的端部43a被配置成位于磨损的关节表面上，并且通过其平坦周边来稳定，该平坦周边可以涂覆有水凝胶或软硬度的聚合物以保护周边软骨，并且通过用接合的K线材和引导工具或钻头压缩而与圆周邻接的软骨表面齐平。除了K线材与患者的解剖结构的接合之外，端部43a可以被向下压到患者的解剖结构上，以进一步相对于患者稳定组件。

基于这种配置，钻头25的运动通常由第一引导工具部分235通过至少三个特征进行限制：第一接收部47、第二接收部235d和器械引导组件36。

如图13A所示，多个第一引导工具部分235、235’、235”可以具有不同尺寸的第一接收部47、47’、47”和第二接收部235d、235d’、235d”。这允许外科医生基于植入物的尺寸和患者的受体部位来选择适当尺寸的第一引导工具部分。

用于治疗软骨疾病的机器人靶向装置

外科手术机器人可以包括具有软件和硬件方面和部件的多种工具，其可以在治疗疾病过程(比如骨关节炎)中提高外科手术的精确度。为了患者的利益，机器人外科手术工具在手术中的使用必须被精确地引导以提供精确的结果。机器人***50的一个此类实施例在图12A中示意性地示出，并且可以用本文公开的任何一个或更多个实施例来实现。

外科手术机器人***的一个示例包括达芬奇外科手术***(da Vinci SurgicalSystem)。该***为外科医生提供了对一系列程序的更精确的控制。使用放大的3D高清视觉以及附接到外科医生的手腕和手上的控制器，达芬奇外科手术***能够做出微小而精确的切口，而人手以其他方式可能无法做到。这为外科医生提供了增强的控制，并且由于该手术比传统手术具有更少的侵入性，因此为患者提供了更快的愈合时间。

外科手术机器人***的另一个示例包括膝关节***，其被指示为用于全膝关节置换术(TKA)的立体***械***。该***被配置为帮助外科医生提供软件定义的空间边界，以用于可识别的解剖结构的定向和参考信息，从而用于膝关节植入物部件的精确放置。

外科手术机器人***的另一个示例包括NAVIO^TM外科手术***，这是一种与用于骨骼雕刻的手持智能器械结合的外科手术规划、导航和术中可视化***。摄像机小车将手持件、股骨和胫骨的相对位置(经由刚性***阵列)传送至计算机小车。根据术中规划准备患者的骨骼，该规划将软组织平衡和收集的解剖信息与受控的骨骼移除和可预测的长腿对准相结合。

用于全关节置换的机器人外科手术工具通常都包括机器人引导***，该***必须相对于术前诊断研究(包括X射线、CT扫描和MRI扫描)配准。然后在外科手术开始时完成配准。股骨和胫骨阵列被放置或定向在股骨和胫骨检查点处，以用于机器人***的导航定向。收集患者界标，并且该过程还包括相对于由机器人导航***建模或可视化的阵列配准界标。在股骨和胫骨表面上进行骨骼配准和验证。骨赘被切除到外科医生可以被动纠正冠状畸形的程度。

在这些过程期间，外翻应力的大小必须使其打开塌陷的内侧隔室并拉紧内侧副韧带(MCL)，以获得所需程度的矫正和关节稳定性。当处理关节表面损伤时这是至关重要的，关节表面损伤已经发展到骨骼畸形变得明显的程度，从而导致骨骼和关节错位。

本公开的一个方面提供了在骨关节炎或创伤后骨关节炎的疾病过程的早期，在骨畸形和相关的错位成为问题之前的外科治疗选择。导航阵列的定位必然是侵入性的，从而增加了患者的潜在发病率，尤其是在关节镜手术过程中。当进行开放式关节手术时，通过关节切开术，比如关节置换，这种额外的发病率是最低的。当执行关节镜介入手术时，机器人导航阵列的额外发病率可能比关节镜介入更高。

本文公开的引导工具组件和三角测量配置可以与任何机器人外科手术工具结合使用，以便有助于机器人外科手术工具的阵列或任何其他方面。换句话说，本文公开的引导工具和组件可以用机器人外科手术工具来实施，使得机器人外科手术工具可以基于靶向装置(即，切割引导件，比如元件36、43、47等)有效且高效地索引。此外，可以实施任何机器人外科手术工具来与本文公开的实施例结合工作，使得机器人外科手术工具控制切割工具或钻头。

正如本文所述的每个机器人***基于解剖索引来索引机器人导航，解剖索引利用在手术期间放置在患者体内的阵列参考从术前x射线和扫描定义的解剖结构，在本文描述的公开和实施例被配置为将机器人引导件基于由外科医生放置或布置的靶向引导件，并且随后联接、稳定并固定到三角引导件和机器人控制***。换句话说，本文公开的装置可以与机器人***结合使用。靶向引导件可以被配置为识别机器人***的起始点和方向，这对于机器人***在准备用于置换受损软骨的植入物的受体部位是必要的。靶向引导件被配置为相对于被置换的受损软骨周围的软骨对准并放置在关节中。该引导件与三角引导件是一体的并与其固定在一起，因此机器人将根据靶向引导件的对准来准备受体部位。在一方面，这将代替对整个关节和骨骼解剖结构索引，转而基于通过成角度的钻头直接刚性联接到机器人***的靶向装置而进行。因此，外科医生将对准靶向引导件，即元件43a和47，使其在软骨缺损上居中，并利用三角引导件和附加的稳定K线材将其固定在合适位置。在一方面，机器人***被编程为在骨骼中准备具有特定尺寸、外部几何形状和深度的孔，以用于将装置固定在孔中。机器人***的特定对准由靶向引导件定向和对准来确定，外科医生将其放置在关节中，以便为机器人***使特定孔以固定方式与特定匹配的靶向引导件对准和定向做准备。

图14A-14W示出了当提供对受体部位的间接接近时用于安装植入物的各种部件、工具、布置等。

图14A示出了冲击器手柄工具101。冲击器手柄工具101可以包括至少两个臂，其包括限定开口101a的第一直臂101b和限定用于使用者或外科医生的手柄的第二弯曲臂101c。开口101a的尺寸能够支撑植入物10并允许植入物10穿过开口101a。图14B示出了通常具有平坦轮廓的滑轨102。图14C和图14D示出了***件103。***件103包括被配置成保持或保留植入物10的开口或接口103a。

图14E和图14F示出了冲击器104。冲击器104上的柱塞104a被配置成与植入物10接合。具体地，柱塞104a可以具有被配置为与植入物10接合的接触表面。如图14W所示，柱塞104a可以包括边沿，该边沿的尺寸适于与植入物10的实心边沿或主体接合。这种接合防止了对植入物10的支承元件的任何损坏。冲击器104提供了足够的长度，以便于将植入物10向下压缩到受体孔中。图14G和图14H示出了保持植入物10的***件103，并且图14I和图14J示出了接合植入物10的冲击器104。

图14K示出了***件组件100(包括图14A-14J中单独示出的任何一个或更多个部件)与患者的解剖结构对准以进行***。如图所示，冲击器手柄工具101与滑轨102和***件103组装在一起。在一方面，植入物10沿着滑轨102被输送到膝关节中，以防止损伤其他关节软骨表面。

图14L是***件组件100的侧视图，并且图14M是***件组件100的透视图。图14N-14P示出了滑轨102、冲击器手柄工具101和***件103的更多方面。冲击器手柄工具101中的开口101a的尺寸允许形成在冲击器104上的柱塞104a穿过。这些附图示出了植入物10如何沿着滑轨102被递送到准备好的受体部位。工具***用于最初将植入物10定位在受体部位孔中，并开始将植入物10的锚固件主体压到受体孔中。

图14Q-14W示出了与冲击器手柄工具101结合使用的冲击器104，以便向下驱动植入物10并使其进入受体部位。

这些附图示出了植入物10如何被挤压通过冲击器手柄工具101，并被冲击和压缩到受体孔中。这可以通过将冲击器104向下连接到冲击器手柄工具101上的螺钉来实现，从而将植入物10向下推入到受体孔中。可替换地，这可以用虎钳通过冲击器手柄工具101将植入物10压缩到受体孔中来实现。

在一个实施例中，具有暴露的IV级关节支承表面损伤的期望受体部位可以通过损伤中心的识别来识别和准备。植入物的支承表面的适当平面定向被识别并锁定在稳定引导件的平面方面，该稳定引导件与邻接软骨支承表面的软骨表面缺损周边对准。用于成角度的钻头的具有所需骨骼植入物受体部位的三角靶向的引导组件的这种配置允许定位控制，从而将骨骼的机械加工限制为由靶向引导件或平台(比如切割引导件)描绘出的期望形状。稳定引导件(特别是引导工具)具有两根水平引导K线材和用于靶向平台定位的中心靶向K线材，以便为直角钻头提供稳定和固定。该靶向平台位于磨损的关节表面上并通过其平坦周边来对准和稳定，该平摊周边可以涂覆有水凝胶或软硬度的聚合物以保护周边软骨。通过使用K线材和三角引导工具进行压缩，使其与圆周邻接软骨表面对准并保持齐平。

在另一方面，可以在损伤的中心用圆形平面切割工具准备受损的受体部位。成角度的钻头旋转平台(即切割引导件)可以用于定位控制，从而将骨骼的机械加工限制为由联接到引导工具的伸缩平面工具所描绘的期望形状。具有中心靶向K线材和两个用于靶向平台的稳定K线材的稳定引导件(比如切割引导件)对准并稳定直角平面工具。切割引导件(即引导臂43的端部43a)位于磨损的关节表面上并由平坦的周边稳定，该周边涂覆有水凝胶或软硬度的聚合物以保护周边软骨。通过用三根接合的K线材和三角引导工具进行压缩，将平台或切割引导件与圆周邻接软骨表面齐平。

在另一方面，提供伸缩引导工具以将切割工具调节到期望的深度，这由伸缩组件的偏移控制。这都是通过位于磨损的关节表面上的切割引导件进行稳定，并且可以由平坦周边进行稳定，该平坦周边涂覆有水凝胶或软硬度的聚合物以保护周边软骨，从而通过用三根接合的K线材和引导工具的三角轮廓进行压缩而与圆周邻接软骨表面齐平。在一方面，切割引导件可以具有两个轴的旋转自由度，以允许切割引导件或平台旋转，直到与被修复的关节表面齐平，从而限定植入物支撑表面的最佳对准，这由受体部位位置和对准来确定。

在一个实施例中，具有暴露的IV级关节支承表面损伤的期望受体部位可以用圆形磨头在损伤中心准备。具有切割引导件和钻头的引导工具将骨骼的机械加工限制为由切割引导件所描绘的期望形状。具有两根水平引导K线材和用于切割引导件的中心靶向K线材的引导工具在待修复的磨损软骨关节表面的居中。这种布置(更具体地说是切割引导件)可以作为联接到引导工具的机器人***的界标，并且可以用机器人致动器的直接光学定向***来加强，以精确地加工磨损的关节软骨表面下的骨骼中的受体部位。

在一方面，切割工具(例如，直角钻头)由切割引导件自动地控制和引导。切割引导件位于磨损的关节表面上并由平坦周边稳定，该平坦周边位于受体部位的周边上的邻接的完整关节软骨表面的边沿上。位于邻接的完整关节软骨表面上的切割引导边沿涂覆有水凝胶或软硬度的聚合物，以保护周边软骨。通过用三根接合的K线材和引导工具进行压缩，切割引导边沿与圆周邻接软骨表面齐平并对准。

在一方面，提供了准备植入部位的方法和用于准备植入部位的***。该方法和***包括引导工具和切割工具。在一方面，切割工具是直角钻头。当从侧面观察时，引导工具可以具有三角形轮廓。在一方面，切割引导件(也称为平台)的尺寸被设计成部分地布置在受体部位内，并且切割引导件与切割工具联接。切割工具可以联接到引导工具，使得切割工具的切割端部的几何切割轮廓经由引导工具受到限制。

在一方面，提供至少三根K线材用于稳定引导工具和/或将切割引导件固定在合适位置。至少两根K线材大致彼此平行延伸，并且第三根K线材相对于另外两根K线材成一定角度延伸。

在一方面，切割引导件将切割工具的切割轮廓限制为圆形轮廓。

在另一方面，机器人***被配置为至少控制切割工具。

可以在引导工具上设置对准引导组件，该对准引导组件限定多个开口，这些开口的尺寸允许K线材延伸穿过。

可以提供器械引导组件，其包括可滑动地固定在引导工具的基座部分上的支架，引导工具的基座部分限定了具有预定行程或长度的轨道，以用于支架沿着该轨道滑动，以及可枢转地固定到支架上的接口，该接口包括被配置成与切割工具联接的通道或接收部。

切割引导件可以包括平坦周边，该平坦周边被配置成位于磨损的关节表面上，并且经由平坦周边边缘稳定。在一方面，切割引导件的平坦周边涂覆有水凝胶或软硬度地聚合物。在一方面，联接器可以被配置成将切割工具的切割端部附接到引导工具的引导臂上。

在一方面，本公开提供了在渐进性骨骼侵蚀表现为导致关节变形指示需要更急剧的治疗之前，使用水凝胶促进骨骼对骨骼的滑膜关节病变的关节镜关节表面重修的布置。

在一方面，提供了一种用于为医疗装置准备骨骼受体部位的靶向装置。靶向装置被精确地定位、安装、对准和定尺寸，以便能够识别、定位、精确加工受体骨骼腔体，以用于将医用植入锚固件递送并固定到骨骼受体部位中，以置换受损软骨。

在另一方面，提供了一种用于机器人外科手术***的靶向装置，该靶向装置简化了机器人的导航部件与患者的解剖结构相接的配准过程。用于机器人***的靶向装置可以与机器人外科手术***集成并校准。利用本文公开的靶向装置，外科医生可以相对于需要修复的关节表面损伤来定向靶向装置。当治疗局灶性关节软骨缺损时，在疾病过程的早期，被治疗的关节疾病没有进展到已经发生骨骼对齐不良的程度，比如内翻弓形或外翻撞击膝关节畸形，对于成功是至关重要的。当在疾病过程的早期治疗关节软骨损伤时，在骨骼畸形之前，外科医生可以将靶向装置定向到被置换的关节表面，从而切断周围的关节软骨作为关键参考。一般来说，软骨置换装置的目的是置换受损的关节表面，本文的器械就是为软骨置换装置设计的。关节表面置换装置的成功取决于该装置的关节支承表面的解剖学和生理学位置，使得其与周围完整的邻接软骨表面共面。

本文公开的机器人靶向装置、***、过程和方法对于使用触觉技术的外科手术机器人以及其他对准引导件是有效的，无论是手持的还是基于平台的。靶向配置可以被校准并集成到现有的机器人外科手术***中，这将消除对导航阵列的需要和相关疾病。这将为患者、外科医生、医院、手术中心等带来更成功的结果。

本领域技术人员将理解，来自任何一组附图的任何一个或更多个方面可以用其他附图所示的任何一个或更多个配置来实施。例如，来自图9A-9R的对准引导工具26和钻头25的任何方面可以用于图10A-10J，图11A-11E，图12A-12F，图13A-13L，和/或图14A-14W公开的任何一个或更多个实施例中，反之亦然。

本文还公开了使用该器械的方法。在一方面，该过程从确认患者受体部位的尺寸、位置和对准开始。该过程可以包括用适当的靶向引导件确定软骨表面缺损的大小，该靶向引导件在胫骨平台关节表面的骨关节炎III-IV级损伤上居中。例如，这可以包括选择正确尺寸的第一引导工具部分235、235’、235”。然后，该过程可以包括将第二引导工具部分44与适当尺寸的第一引导工具部分235、235’、235”组装和对准，并且将该组件在受侵蚀的暴露软骨的骨骼上居中。该过程可以包括调节第一引导工具部分和第二引导工具部分的角度，直到第一引导工具部分和第二引导工具部分的端部相对于关节软骨表面处于适当的位置，以优化恢复的关节表面一致性。该过程可以包括调节工具组件以最大化第一引导工具部分的端部43a与受体部位软骨的圆周接触，从而优化完整的宿主关节软骨和植入物表面的表面一致性。

该过程还可以包括确认工具的端部43a覆盖软骨侵蚀的暴露骨骼。该过程可以包括调节相对于胫骨平台平行于软骨缺损的切向平面的对准。该过程可以包括通过直接关节镜可视化经由端部43a的圆周边沿接触来确认尺寸、位置和对准。为了将工具组件固定在合适位置，该过程可以包括将套管45与患者接合。套管45可以包括棘齿套管针引导件，其被配置成稳定组件同时还保持端部43a在受体部位上的定位。套管45可以直接抵靠患者的解剖结构接合，比如患者的骨骼。接下来，该过程可以包括通过将K线材37c穿过套管45与患者的接合来进一步稳定该组件。这确保了组件在手术期间保持不动。

该过程还可以包括确认端部43a在软骨缺损的上居中，并通过额外的K线材37a、37b进一步稳定工具组件。该过程可以包括确认端部43a位于表面软骨缺损的完整软骨边沿上，其被识别为预期的受体部位。另外两根K线材37a、37b可以穿过第一支撑引导件40***以固定该组件。这有助于确保端部43a被牢固地固定在待重修表面的软骨缺损上。如有必要，可以使用其他成像技术(比如放射成像)来确定K线材的位置。

接下来，该过程可以包括将器械25(比如钻头或碎屑排出器)在关节镜的相对侧上的端部43a附近定位。该过程可以包括将器械与器械引导组件36接合，并且然后将末端端部25’(即，切割端部、钻头、磨头)布置到由端部43a限定的接收部47中。

一旦器械的端部在内关节目标上居中，则使用者可以在接合在器械引导组件36内的同时旋转器械，使得器械的末端端部可以开始切割或以其他方式与目标受体部位接合。该过程和组件被设计成用手动控制器械或致动器精确约束，以控制器械的末端端部相对于患者的解剖结构的接合。本文公开的组件具有三角特征，使得组件经由多个点的接触和稳定与患者保持稳定，并确保组件接合患者的端部43a保持静止，同时还限制器械的运动。

还公开了一种使用外科手术工具组件将器械与植入物受体接合的方法。该方法包括提供第一引导工具部分和第二引导工具部分，第一引导工具部分包括器械引导组件和限定第一接收部的引导臂，并且第二引导工具部分被配置成接收K线材。第一引导工具部分和第二引导工具部分可以相对于彼此可调节。该方法包括将第一接收部与植入物受体部位对准。这可以包括将引导臂的端部与植入物受体部位直接接合。该方法包括通过将至少一根K线材***穿过第一引导工具部分或第二引导工具部分中的至少一个来稳定外科手术工具组件。在一方面，多根K线材可以通过第一引导工具部分和第二引导工具部分的相应区域***。一旦相对于患者在合适的位置，当从侧面观察时，第一引导工具部分和第二引导工具部分具有三角形轮廓。此外，引导臂相对于植入物受体部位切向延伸。该方法包括将器械附接到器械引导组件上。在一方面，该器械可以包括钻头，比如直角钻头。该方法包括相对于植入物受体部位操纵器械。可以执行这种操作以钻出或切割出预定的形状以用于接收植入物，比如具有弹性关节表面的圆形植入物。

器械引导组件被配置成枢转，使得器械在附接到器械引导组件时是至少部分地可旋转的。第一接收部被配置为限制器械的末端端部的运动。第一引导工具部分可以包括第二接收部，该第二接收部被配置成接合器械上的突出部。基于这种布置，该器械的运动受到至少三个不同接口的限制。

尽管在本公开的一些附图中示出了钻头，但是本领域普通技术人员将理解，任何类型的器械都可以与各种引导组件和特征结合使用。

因此，已经详细描述了当前优选的实施例，对于本领域的技术人员来说，应该理解并且清楚的是，在不改变其中所体现的发明概念和原理的情况下，可以进行许多物理上的变化，其中在详细描述中仅举例说明了其中的一些物理变化。还应当理解，仅结合优选实施例的一部分的许多实施例是可能的，这些实施例相对于那些部分不改变其中所体现的发明概念和原理。

因此，本发明的实施例和可选配置在所有方面都被认为是示例性和/或说明性的，而不是限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是前面的描述来指示，因此，落入所述权利要求的等同物的含义和范围内的所有替代实施例和对该实施例的改变都被涵盖在其中。

Claims (22)

1.一种外科手术工具组件，其包括：

第一引导工具部分，其被配置为支撑器械，其中，所述第一引导工具部分被配置为限制器械相对于患者部位的运动；以及

第二引导工具部分，其被配置为接收至少一根K线材以稳定外科手术工具组件。

2.根据权利要求1所述的外科手术工具组件，其中，所述第一引导工具部分进一步包括器械引导组件，所述器械引导组件被配置为与器械的一部分接合。

3.根据权利要求2所述的外科手术工具组件，其中，所述器械引导组件包括滑动件和支撑接口，所述滑动件沿着由第一引导工具部分的基座部分限定的轨道可滑动地固定，所述支撑接口被配置为与器械的一部分接合，其中，所述支撑接口被配置为相对于所述滑动件枢转。

4.根据权利要求3所述的外科手术工具组件，其中，所述第一引导工具部分进一步包括引导臂，所述引导臂包括限定第一接收部的端部，其中，所述端部被配置为抵靠患者部位接合，所述第一接收部被配置为限制器械的端部相对于患者部位的运动，并且所述轨道的长度大于所述第一接收部的直径。

5.根据权利要求1所述的外科手术工具组件，其中，所述第一引导工具部分进一步包括第一支撑引导件，所述第一支撑引导件限定多个开口，每个开口被配置为接收至少一根K线材。

6.根据权利要求5所述的外科手术工具组件，其中，被配置为接收在所述第一支撑引导件和第二引导工具部分中的K线材被配置为相对于彼此以倾斜的角度布置。

7.根据权利要求1所述的外科手术工具组件，其中，所述第一引导工具部分还包括引导臂，所述引导臂包括限定第一接收部的端部，其中，所述端部被配置为抵靠所述患者部位接合，并且所述第一接收部被配置为限制器械的端部相对于患者部位的运动。

8.根据权利要求7所述的外科手术工具组件，其中，所述引导臂被配置为在相对于患者部位的切线方向上延伸。

9.根据权利要求7所述的外科手术工具组件，其中，所述第一引导工具部分进一步包括第二接收部，所述第二接收部被配置为接收器械的另一部分。

10.根据权利要求9所述的外科手术工具组件，其中，所述器械包括被配置为突出到所述第二接收部内的突出部。

11.根据权利要求7所述的外科手术工具组件，其中，所述引导臂的端部涂覆有水凝胶或软硬度的聚合物。

12.根据权利要求1所述的外科手术工具组件，其中，其进一步包括被配置为接收器械的末端端部的器械引导件，其中，所述器械引导件被配置为由接收在所述第二引导工具部分内的至少一根K线材接合。

13.根据权利要求1所述的外科手术工具组件，其中，所述第一引导工具部分和所述第二引导工具部分能相对于彼此调节。

14.根据权利要求1所述的外科手术工具组件，其中，所述第二引导工具部分被配置为支撑尺寸适于接收所述至少一根K线材的套管，并且所述套管被配置为抵靠患者的解剖结构接合。

15.一种对准引导工具，其包括：

限定至少一个开口的基本主体，所述至少一个开口被配置为接收至少一根K线材；

被配置为接收器械的第一部分的引导接口；以及

被配置为接收器械的第二部分的接收部。

16.根据权利要求15所述的对准引导工具，其中，所述引导接口被配置为相对于所述基本主体枢转，并且所述引导接口是环。

17.根据权利要求15所述的对准引导工具，其中，所述接收部具有圆形轮廓。

18.根据权利要求15所述的对准引导工具，其进一步包括从所述基本主体延伸的至少一个支柱。

19.一种使用外科手术工具组件将器械与植入物受体部位接合的方法，所述方法包括：

提供第一引导工具部分和第二引导工具部分，所述第一引导工具部分包括器械引导组件和限定第一接收部的引导臂，并且所述第二引导工具部分被配置成接收K线材；

将第一接收部与植入物受体部位对准；

通过将至少一根K线材***穿过第一引导工具部分或第二引导工具部分中的至少一个来稳定外科手术工具组件；

将器械附接到器械引导组件上；以及

相对于植入物受体部位操纵器械。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述器械引导组件被配置为枢转，使得器械在附接到所述器械引导组件时是至少能部分地旋转的，所述第一接收部被配置为限制器械的末端端部的运动，并且所述第一引导工具部分进一步包括第二接收部，所述第二接收部被配置为接合器械上的突出部。

21.根据权利要求19所述的方法，其中，至少两根K线材延伸穿过所述第一引导工具部分并且至少一根K线材延伸穿过所述第二引导工具部分以稳定所述外科手术工具组件。

22.一种在患者受体部位安装植入物的方法，所述方法包括：

相对于患者受体部位布置第一器械以确认患者受体部位的初始特征，并将K线材穿过第一器械***到患者的解剖结构中；

将第二器械布置在第一器械周围并移除第一器械；

将切割工具***第二器械的内部并与患者受体部位接合，其中，所述切割工具的外圆周切割轮廓小于植入物的外圆周轮廓，并且所述切割工具被配置成从患者受体部位移除骨骼碎屑；

在从患者受体部位移除骨骼碎屑之后，将第三器械***到患者受体部位中以确定患者受体部位的特征；以及

使用第四器械将植入物安装到患者受体部位中，其中，所述第四器械包括被配置为接合植入物的***侧壁的边沿。