ES2614403T3 - Dispositivo de realización de plan preoperatorio para una sustitución de articulación artificial de rodilla y herramienta de asistencia para la operación - Google Patents

Dispositivo de realización de plan preoperatorio para una sustitución de articulación artificial de rodilla y herramienta de asistencia para la operación Download PDF

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Abstract

Un aparato (10) para la planificación preoperatoria de una operación de sustitución de articulación artificial de rodilla, que comprende: medios de introducción de una imagen que introducen una imagen tomográfica bidimensional de la extremidad inferior incluyendo la articulación de rodilla; medios (S101) para reconstruir una imagen que reconstruye la imagen tridimensional del fémur y la tibia desde la introducción de la imagen gracias a los medios de introducción de una imagen; medios (S103) para determinar la articulación artificial del lado del fémur que determinan la articulación artificial que va a sustituirse desde la imagen tridimensional de la articulación de rodilla del fémur obtenida gracias a los medios de reconstrucción de una imagen; medios (S106) para determinar la articulación artificial del lado de la tibia que determinan la articulación artificial que va a sustituirse desde la imagen tridimensional de la articulación de rodilla de la tibia obtenida gracias a los medios de reconstrucción de una imagen; y medios (S113-S115) para la determinación de parámetros que determinan diversos parámetros utilizados en la sustitución de articulación artificial de rodilla que utilizan una varilla de alineación en la médula que se inserta en el fémur (S112) sobre la base de la articulación artificial determinada gracias a los medios de determinación de la articulación artificial del lado del fémur y un punto de referencia de la articulación de rodilla caracterizado porque los diversos parámetros a determinar gracias a los medios de determinación de parámetros incluyen la posición de inserción, la orientación de inserción y la profundidad de inserción de la varilla de alineación en la médula así como la posición y el ángulo de rotación de la superficie del corte óseo de la parte de la articulación basándose en la varilla de alineación insertada en la médula.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de realizacion de plan preoperatorio para una sustitucion de articulacion artificial de rodilla y herramienta de asistencia para la operacion
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un aparato para la planificacion preoperatoria de una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla en combinacion con una plantilla para soportar la operacion con el fin de planificar una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla para la rodilla del cuerpo humano utilizando una imagen tomografica para uso medico y realizar la operacion.
Tecnica anterior
En los ultimos anos, se ha extendido el uso de aparatos de diagnostico por imagen tomografica tales como tomograffas computarizadas con rayos X y aparatos de resonancia magnetica. El uso de estos aparatos permite la observacion y el diagnostico de partes del cuerpo. Por el contrario, la osteoartritis de rodilla ha ido aumentando con la edad no solamente en Japon, sino tambien en otros pafses. La operacion en la que la parte afectada de la articulacion de rodilla se sustituye por una articulacion artificial fabricada de metal o ceramica esta muy extendida actualmente. En la sustitucion de la articulacion artificial de rodilla, la consideracion importante es que una articulacion artificial que tiene la forma y el tamano optimos para un paciente se coloca en el angulo optimo y la posicion optima.
Para planificar la operacion de lo anterior, una plantilla en la que se dibuja una forma bidimensional de la articulacion sobre una pelfcula transparente se superpone sobre una simple imagen de rayos X desde el lado delantero y lateral bidimensional. De forma alternativa, el tamano, la posicion y la orientacion para colocar la articulacion artificial asf como la medida y la posicion del corte oseo se miden actualmente sobre la pelfcula de la imagen de rayos X simple utilizando una regla.
En la medicion manual que utiliza la plantilla y la regla basandose en la simple imagen de rayos X bidimensional, la precision en la medicion del tamano y la posicion es insuficiente. Ademas, es diffcil averiguar la posicion de instalacion y la medida del corte oseo tridimensional y cuantitativamente. Por lo tanto, son necesarias una experiencia y acumulacion de tecnica considerables.
En consecuencia, para todos los ortopedistas ha sido diffcil realizar inmediatamente la planificacion exacta y altamente precisa de la operacion y el procedimiento. En particular, la precision en cuanto a la posicion y orientacion de la instalacion de la articulacion artificial tiene un gran efecto en la durabilidad de la articulacion artificial. Ademas, la precision es el elemento mas importante que permite a los pacientes manejarse en sus vidas normales despues de la operacion sin efectos adversos todos los dfas durante un largo periodo de 10 o 20 anos.
En el procedimiento que utiliza la plantilla bidimensional, ha sido diffcil realizar dicho procesamiento.
Por otra parte, para ayudar a una persona que realice una operacion a que pueda encontrar una superficie de corte oseo ideal de la tibia en la sustitucion de articulacion artificial de rodilla, se tiene en cuenta una tecnica que realiza la simulacion tridimensional utilizando el ordenador personal como se muestra mas adelante (por ejemplo, el documento de patente 1: solicitud de patente de Japon KOKAI con n.° de publicacion 2004-008707).
Tradicionalmente, cuando el angulo de instalacion del componente del lado del femur (articulacion artificial) se determina durante la operacion, generalmente se utiliza el procedimiento de utilizar una varilla de alineacion en la medula (en adelante, denominada una "varilla en la medula") que se inserta en el hueso. El angulo de la superficie de corte oseo distal que especifica el angulo varo-valgo y el angulo de flexion-extension del componente se determina a partir de una diferencia entre el eje de la varilla y el eje mecanico del femur insertando la varilla en la medula.
En este momento, puede ajustarse el angulo de la varilla en la medula para dirigirse al angulo de instalacion del componente en cierta medida con un instrumento en la determinacion del angulo varo-valgo. Sin embargo, el angulo de flexion-extension no puede ajustarse y depende totalmente del angulo de insercion de la varilla en la medula. Dicho de otro modo, esto significa que el componente del angulo de instalacion del femur depende del angulo de insercion de la varilla en la medula.
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En el procedimiento de utilizar la varilla en la medula, dado que hay diferencias en la forma del hueso entre las personas, el angulo de insercion de la varilla en la medula vana dependiendo de cada caso. De esta forma, es diffcil formar una superficie de corte oseo distal en un angulo convenido de forma fiable.
Ademas, el angulo de instalacion en el sentido de rotacion del componente del femur que es muy importante en la practica clmica se determina en la superficie de corte oseo distal. De esta manera, cuando la superficie de corte oseo distal es imprecisa en sf, el angulo de rotacion es inevitablemente impreciso.
En este sentido, no hay ninguna descripcion sobre el fallo causado por el uso de la varilla en la medula en el lado del femur en el documento de patente 1 en el que se describa la tecnica en el lado de la tibia. El documento WO2005/ 099636 A1 desvela un aparato de acuerdo con la primera parte de la reivindicacion 1.
Divulgacion de la invencion
Un objeto de la presente invencion es proporcionar un aparato para la planificacion preoperatoria de una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla y una plantilla para soportar la operacion en el que la posicion y el angulo de la superficie de corte oseo distal puedan determinarse de forma precisa utilizando la varilla de alineacion en la medula mientras las diferencias en los pacientes se reflejan correctamente y poder realizarse la cirugfa exacta recreando el contenido determinado a partir de los puntos de referencia de la articulacion de rodilla del femur utilizando una plantilla para uso exclusivo que se fija a la varilla de alineacion en la medula durante la operacion.
De acuerdo con la presente invencion, se proporciona un aparato para la planificacion preoperatoria de una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla como se define en la reivindicacion 1. El aparato comprende medios de introduccion de una imagen que introduce una imagen tomografica bidimensional de la extremidad inferior incluyendo la articulacion de rodilla; medios de reconstruccion de una imagen que reconstruye una imagen tridimensional del femur y la tibia desde la introduccion de la imagen gracias a los medios de introduccion de una imagen; medios de determinacion de la articulacion artificial del lado del femur que determinan la articulacion artificial que va a sustituirse desde la imagen tridimensional de la articulacion de rodilla del femur obtenida gracias a los medios de reconstruccion de una imagen; medios de determinacion de la articulacion artificial del lado de la tibia que determinan la articulacion artificial que va a sustituirse desde la imagen tridimensional de la articulacion de rodilla de la tibia obtenida gracias a los medios de reconstruccion de una imagen; y medios para la determinacion de parametros que determinan diversos parametros utilizados en la sustitucion de articulacion artificial de rodilla que utilizan una varilla de alineacion en la medula que se inserta en el femur sobre la base de la articulacion artificial determinada gracias a los medios de determinacion de la articulacion artificial del lado del femur y un punto de referencia de la articulacion de rodilla.
De acuerdo con una realizacion preferida de la presente invencion, tambien se proporciona una plantilla para una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla, que comprende: una parte de contacto que entra en contacto con el punto de referencia de la articulacion de rodilla del femur; una parte de montaje que monta la varilla de alineacion en la medula que va a insertarse en la medula del femur; y una parte de brazo que conecta la parte de contacto con la parte de montaje y puede ajustar la posicion y el angulo de fijacion de la parte de montaje.
De acuerdo con otra realizacion preferida de la presente invencion, tambien se proporciona una plantilla para una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla, que comprende: una parte de contacto que entra en contacto con el punto de referencia de la articulacion de rodilla del femur; una parte de montaje que monta la varilla de alineacion en la medula que va a insertarse en la medula del femur; y una parte de conexion que conecta la parte de contacto con la parte de montaje y puede ajustar el angulo de fijacion de una plantilla externa que se monta sobre la varilla de alineacion en la medula.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama esquematico que ilustra una configuracion de hardware del ordenador personal en la que esta instalado un programa para la planificacion preoperatoria de una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla.
La Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra el contenido para el procesamiento del programa de planificacion preoperatoria.
La Figura 3 es un diagrama que ilustra los datos de una forma tridimensional del femur, la articulacion artificial y la varilla en la medula que se visualizan en un monitor.
La Figura 4 es un diagrama que ilustra los datos de una forma tridimensional del femur, la articulacion artificial y la varilla en la medula que se visualizan en un monitor.
La Figura 5 es un diagrama que ilustra una imagen en la que se visualiza la posicion de la varilla en la medula
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contra el femur y la articulacion artificial.
La Figura 6 es un diagrama que ilustra el angulo entre un eje mecanico del femur y un eje del hueso distal.
La Figura 7 es un diagrama que ilustra la posicion de la seccion osea de la articulacion patelofemoral a lo largo de la superficie plana perpendicular a un eje de la varilla en la medula.
La Figura 8 es una vista transversal del hueso de acuerdo con la posicion en la Figura 7.
La Figura 9 es un diagrama que ilustra el desplazamiento entre una tangente recta y el centro de coordenadas de la varilla.
La Figura 10 es un diagrama que ilustra el caso en el que algunos de los diversos parametros almacenados de acuerdo con la realizacion se leen y se visualizan en un monitor.
La Figura 11A es una vista en perspectiva que ilustra la estructura del aspecto de un dispositivo diana.
La Figura 11B es una vista lateral que ilustra la estructura del aspecto del dispositivo diana.
La Figura 12A es una vista en perspectiva que ilustra la estructura del aspecto de un armazon de la varilla.
La Figura 12B es un diagrama que ilustra el armazon de la varilla en el estado de uso.
La Figura 13A es una vista en perspectiva que ilustra la estructura del aspecto de una plantilla para determinar el angulo de rotacion.
La Figura 13B es una vista lateral que ilustra la estructura del aspecto de la plantilla para determinar el angulo de rotacion.
La Figura 14A es una vista en perspectiva que ilustra la estructura del aspecto de otra plantilla para determinar el angulo de rotacion.
La Figura 14B es una vista lateral que ilustra la estructura del aspecto de otra plantilla para determinar el angulo de rotacion.
Mejor modo de llevar a cabo la invencion
En adelante, se describira una realizacion de la presente invencion haciendo referencia a los dibujos.
La Figura 1 es una configuracion de hardware de un ordenador personal (en adelante, denominado un "PC") 10 en el que esta instalado un programa para la planificacion preoperatoria de una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla. Una CPU 11 que gestiona diversos controles de procesamiento esta conectada a un puente norte 12 a traves de un bus frontal lateral (FSB).
El puente norte 12 tambien esta conectado a una memoria principal 13 a traves de un bus de memoria (MB) y esta conectado a un controlador grafico 14 y una memoria grafica 15 a traves de una interfaz grafica AGP. Ademas, tambien esta conectado a un puente sur 16 y realiza principalmente el control de entrada y salida de los mismos.
El puente sur 16 esta conectado a un bus PCI 17, un teclado/raton 18, un codificador de video 19, una unidad de disco duro (HDD) 20, una interfaz de red 21, y una unidad multidisco 22 y realiza principalmente el control de entrada y salida de estos circuitos perifericos y el puente norte 12.
Un sistema operativo (SO), diversos programas de aplicacion, diversos archivos de datos, asf como el programa para la planificacion preoperatoria de una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla, y los datos de las formas de la varilla en la medula y diversas plantillas asociadas al mismo se preinstalan en la unidad de disco duro 20.
En este sentido, el codificador de video 19 genera una senal de video RGB que es una senal de imagen de un valor analogico desde una senal de imagen de un valor digital determinado, le da salida, y entonces acciona una parte de visualizacion constituida por un panel de visualizacion de cristal lfquido de un transistor de pelfcula fina en color (TFT) (que no se muestra aqrn) para su visualizacion.
La unidad multidisco 22 puede reproducir y registrar un medio de disco optico de acuerdo con, por ejemplo, el estandar de Disco Compacto (CD) y el estandar de Disco Versatil Digital (DVD). Los datos de la forma tridimensional de la extremidad inferior del paciente pueden introducirse en la unidad de disco duro 20 reproduciendo y leyendo el medio de disco optico en el que una radiograffa del paciente, una laminograffa capturada por tomograffa computarizada con rayos X o una imagen similar se registran con el fin de registrar los datos en su interior.
En este sentido, los respectivos elementos que constituyen un PC 10 son generalmente tecnicas muy conocidas y, por tanto, la descripcion no se repetira aqrn.
Posteriormente, se describira la operacion de la realizacion descrita anteriormente.
La Figura 2 muestra el contenido del procesamiento de la presente invencion, que realiza principalmente la CPU 11
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cuando un facultativo medico que es el usuario del PC 10 inicia el programa para la planificacion preoperatoria almacenado en la unidad de disco duro 13.
Al ejecutar el programa para la planificacion preoperatoria, los datos de la forma osea tridimensional de la extremidad inferior de un paciente producidos a partir de un segmento de datos de una imagen tomografica bidimensional capturada por una tomograffa computarizada con rayos X o un aparato de resonancia magnetica se leen y almacenan en la unidad de disco duro 20.
En este sentido, en cuanto a los datos de la forma osea tridimensional de la extremidad inferior que se producen en funcion de una serie de imagenes tomograficas bidimensionales de la extremidad inferior del cuerpo humano en el programa, referencias importantes tales como el centro de la cabeza del hueso, el centro del condilo posterior de la articulacion de rodilla, la eminencia intercondMea de la tibia, o los puntos de extremo medial o lateral de la superficie articular distal de la tibia se establecen como puntos de referencia tridimensional. El sistema de coordenadas del femur y la tibia se establece utilizando dichos puntos de referencia. Da igual que una relacion posicional tridimensional entre el femur y la tibia, es decir, la propia alineacion, este en una posicion de pie o una posicion en decubito.
Aunque una definicion absoluta no es necesaria en particular en el sistema de coordenadas, en el presente documento se utiliza el siguiente sistema de coordenadas por motivos de conveniencia. Haciendo referencia al sistema de coordenadas del femur, el centro de la lmea recta que conecta el centro de las partes condilares posteriores medial y lateral es el origen. El lado derecho del cuerpo humano a lo largo de la lmea recta es el eje X. El producto vectorial de un vector que conecta el origen con el centro de la cabeza del hueso y un vector del eje X es el eje Y. Por lo tanto, en cuanto al eje Y, el lado delantero del cuerpo se define como positivo. El eje Z se determinara a partir del eje X y el eje Y.
Haciendo referencia al sistema de coordenadas de la tibia, la lmea que conecta el centro de la lmea que conecta los puntos de extremo medial o lateral de la superficie articular distal de la tibia con el centro de la eminencia intercondflea de la tibia es el eje Z. La direccion proximal, es decir, la direccion superior se define como positiva. El eje Y es la lmea que conecta el sitio de union del ligamento cruzado posterior de la tibia con la tuberosidad tibial. El lado delantero del cuerpo se define como positivo. El eje X se determina desde el eje Y y el eje Z.
Ademas, los datos de la forma tridimensional de la articulacion artificial se preparan y almacenan por separado en el dispositivo de disco duro 20. Igual que con el femur y la tibia, los sistemas de coordenadas originales de una protesis femoral y una protesis tibial se establecen respectivamente.
Espedficamente, en la protesis femoral, por ejemplo, una direccion proximal o una direccion vertical es el eje Z, la direccion del lado delantero del cuerpo es el eje Y, y la parte derecha relativa al lado del cuerpo es el eje X. Sin embargo, no es necesario que el eje de coordinadas este absolutamente colocado de tal manera y puede utilizarse otra definicion. El sistema de coordenadas en cuanto a la protesis tibial se define de la misma manera.
Por lo tanto, cuando se inicia el programa para la planificacion preoperatoria de la Figura 2, se visualiza una interfaz grafica de usuario (GUI). Entonces, se seleccionan los datos de la forma tridimensional en la posicion de pie o en decubito deseada de la extremidad inferior que se visualizan en la GUI.
Este proceso se realiza designando la carpeta utilizada en el programa general del PC en el que se almacenan los datos de la forma tridimensional de la extremidad inferior. Ademas, en cuanto a los datos de la forma tridimensional del femur y los datos de la forma tridimensional de la tibia, la relacion posicional tridimensional (alineacion tridimensional) entre los datos de la forma tridimensional del femur y los datos de la forma tridimensional de la tibia en la posicion de pie en el estado cargado y/o la posicion en decubito en el estado no cargado se coloca correctamente por adelantado.
Posteriormente, los datos de la forma tridimensional del femur de la extremidad inferior seleccionados se leen en la memoria principal 13 desde la carpeta de la unidad de disco duro 20 (etapa S101). La imagen obtenida observando los datos de la forma tridimensional desde un punto de vista adecuado se visualiza en el monitor (etapa S102). En la pantalla, la imagen tridimensional que se proyecta en perspectiva o los datos de la forma tridimensional pueden visualizarse en dos dimensiones en la seccion transversal en la superficie plana paralela al eje de coordinadas.
Entonces, se seleccionan los datos de la forma tridimensional de la articulacion artificial para la articulacion femoral
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con un tamano y forma adecuados (etapa 103). Los datos se leen desde la unidad de disco duro 20 y se visualizan en el monitor (etapa 104).
Despues, los datos de la forma tridimensional de la articulacion artificial para el femur se desplazan correctamente en paralelo y se mueven rotativamente mediante el funcionamiento del teclado/raton 18 y se colocan en la posicion optima en los datos de la forma tridimensional del femur.
La expresion "posicion optima" que se utiliza en el presente documento es una posicion que es optima en cirugfa ortopedica y que proponen las sociedades y cada uno de los fabricantes de articulaciones artificiales. Ademas, es la posicion instalada relativa de la articulacion artificial para cada uno del femur y la tibia. Esta posicion es la posicion optima para colocar la articulacion artificial durante la operacion y el hueso se corta en funcion de la posicion instalada (etapa S105).
Mas espedficamente, por lo general se recomienda que la superficie articular distal del componente del femur (articulacion artificial) y la superficie articular proximal del componente de la tibia sean perpendiculares al eje mecanico en la seccion coronal. Sin embargo, en cuanto al angulo (angulo de flexion-extension) en la seccion sagital, no hay consenso constante en ambos componentes. De esta manera, el facultativo medico necesita decidir el angulo correctamente de acuerdo con la forma de la articulacion de los pacientes individuales. Ademas, en cuanto al angulo de rotacion en la direccion axial, se recomienda que el eje X de un componente del femur se ponga paralelo al eje transepicondilar (en adelante, denominado el ETE). El facultativo medico que es el usuario del programa puede establecer la posicion instalada en un modo interactivo en el programa. La parte automatizable puede colocarse automaticamente utilizando los puntos de referencia.
Entonces, se seleccionan los datos de la forma tridimensional de la articulacion artificial para la articulacion tibial con un tamano adecuado (etapa S106). La fecha se lee desde la unidad de disco duro 20 y se visualiza en el monitor (etapa S107).
Despues, igual que con el lado del femur descrito anteriormente, los datos de la forma tridimensional de la articulacion artificial para la tibia se desplazan correctamente en paralelo y se mueven rotativamente mediante el funcionamiento del teclado/raton 18 y se colocan en la posicion optima en los datos de la forma tridimensional de la tibia (etapa S108).
El facultativo medico que es el usuario del programa puede establecer la posicion instalada en un modo interactivo en el programa. La parte automatizable puede colocarse automaticamente utilizando los puntos de referencia.
Como se ha descrito anteriormente, en la presente realizacion, se colocan respectivas articulaciones artificiales en posiciones tridimensionalmente ideales para los huesos de la extremidad inferior y, de esta manera, pueden obtenerse el parametro de instalacion cuantitativa y el parametro del corte oseo.
Entonces, los datos de la forma tridimensional de la varilla en la medula que estan preinstalados se leen desde la unidad de disco duro 20 (etapa S109). Los datos se visualizan en el monitor (etapa S110).
Una marca que indica la profundidad se preinstala en los datos de la forma tridimensional de la varilla en la medula. El sistema de coordenadas de la varilla se define. El eje largo es el eje Z y el lado delantero es el eje Y. El producto vectorial del eje Y y el eje Z es el eje X. El sistema de coordenadas se ajusta por motivos de conveniencia y puede utilizarse otra definicion.
Los datos de la forma tridimensional de la varilla en la medula que se leen pueden desplazarse en paralelo al lado distal y proximal, medial o lateral, y adelante y atras. Los datos pueden rotarse en la direccion rotativa interna- externa, en la direccion varo-valgo, o en la direccion de flexion-extension.
En el monitor, los datos de la forma tridimensional de la varilla de alineacion en la medula se mueven rotativamente y se desplazan en paralelo mediante el funcionamiento del teclado/raton 18 y despues se colocan correctamente en la medula de los datos de la forma tridimensional del femur (etapa S111).
Es decir, en funcion de los datos de la forma del femur, la varilla en la medula se coloca en una posicion correcta en la medula. Dicho de otro modo, la posicion de insercion, la orientacion y la profundidad de la varilla en la medula se disponen tridimensionalmente en un angulo y posicion optimos. La expresion "angulo y posicion optimos" utilizada en
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el presente documento es el angulo y la posicion en que el punto de insercion, el angulo varo-valgo, y la profundidad de insercion se ajustan para que la profundidad de insercion en la medula sea lo mas grande posible en la condicion de acuerdo con el angulo de flexion-extension de instalacion de la articulacion artificial seleccionada.
De hecho, la posicion es que el eje Z de la varilla en la medula exista en la superficie plana paralela a la superficie plana XZ que se describe en adelante. Como consecuencia, cuando el angulo de rotacion se establece de forma precisa, el angulo de la varilla en la medula se encaja con la articulacion artificial en la direccion de flexion-extension.
La Figura 3 es un diagrama que ilustra datos de una forma tridimensional del femur, la articulacion artificial, y la varilla en la medula mostrados en un monitor en este momento. La Figura 3 muestra el estado en que la posicion optima de una articulacion artificial CP se selecciona y se coloca en una parte de articulacion de rodilla de un femur FM y una varilla en la medula IM se inserta en el femur FM.
Entonces, los datos de la forma tridimensional de la varilla en la medula IM se desplazan al femur FM y la articulacion artificial CP mediante el funcionamiento del teclado/raton 18 (etapa S111). Despues, el final de la colocacion en la posicion optima se determina, por ejemplo, mediante la presencia o ausencia de la instruccion de un boton de "determinacion" la visualizacion en la GUI (etapa S112).
De otra manera, el procedimiento se hace volver al procesamiento de la etapa S111 y el movimiento de posicion de la varilla en la medula IM mediante el funcionamiento se repite. Se espera hasta que la varilla en la medula IM se mueve a la posicion optima en la medula del femur FM.
Como se ha descrito anteriormente, en la colocacion optima de la varilla en la medula IM, la colocacion optima de la varilla en la medula IM significa que el angulo y la posicion de acuerdo con el angulo de instalacion de la articulacion artificial CP previsto, es decir, el eje Z que encaja con el eje de la varilla en la medula IM, queda paralelo al plano interior XZ del sistema de coordenadas de la articulacion artificial CP para el femur. Cuando el facultativo medico (es decir, el usuario) repite el procesamiento de etapas S111 y S112 en el programa, se consigue la colocacion optima.
Las Figuras 4 y 5 ejemplifican una imagen en que la posicion de la varilla en la medula IM para el femur FM y la articulacion artificial CP se visualizan a lo largo de la superficie plana bidimensional en funcion de los datos de la forma tridimensional conmutando el estado visualizado en el procedimiento de obtener la disposicion correcta.
En la Figura 4, la seccion transversal observada desde la superficie lateral que atraviesa el eje central (eje Z) de la varilla en la medula IM en la pantalla y la seccion transversal observada desde el lado delantero se muestran junto con la forma tridimensional original.
En la Figura 5, la relacion posicional entre la articulacion artificial CP y la varilla en la medula IM basada en todo el femur FM se extrae del monitor en el entorno GUI mostrado en las Figuras 3 y 4, lo que se ejemplifica.
La Figura 5 muestra el estado en que la varilla en la medula IM en la medula curvada del femur FM se inserta en la parte mas interna (parte superior en el cuerpo humano en una posicion de pie).
De esta manera, se obtiene el estado de colocacion optima de la varilla en la medula IM. Cuando el usuario ordena la colocacion optima, esto se determina en la etapa S111 y el angulo (angulo varo-valgo) entre el eje Z (es decir, el eje de la varilla en la medula IM) y el eje Z de la articulacion artificial CP se calcula en la superficie coronal (etapa S113).
La Figura 6 ejemplifica el angulo varo-valgo y corresponde al angulo entre un eje mecanico FA y un eje del hueso distal FP en el sistema de coordenadas del femur. Normalmente, el angulo es de aproximadamente 7 grados (7,68 grados en el dibujo). Puede variar mas dependiendo de las diferencias individuales.
Posteriormente, se determina el angulo de rotacion. La tangente condilar posterior femoral a la que se hace referencia durante la operacion y el eje X de la articulacion artificial CP se proyectan sobre la superficie plana perpendicular al eje de la varilla en la medula IM. El angulo entre ellos (en adelante, denominado el "angulo de la tangente condilar posterior-articulacion artificial") se calcula (etapa S114).
El facultativo medico que es el usuario del programa puede averiguar que lado y cuantos grados debe rotarse el eje X de la articulacion artificial CP alrededor de la varilla en la medula IM desde el estado paralelo al eje de la tangente
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condilar posterior durante la operacion.
Como preparacion preoperatoria en otro procedimiento para determinar el angulo de rotacion, la imagen transversal del hueso en la parte proximal a menos de unos pocos milfmetros desde el borde proximal de la articulacion patelofemoral se visualiza sobre la superficie plana (esto es una superficie plana "R") perpendicular al eje de la varilla en la medula IM. La tangente de los dos puntos en la parte bimodal del cortex frontal se determina digitalizando dos puntos. El angulo (en adelante, denominado el "angulo tangente frontal-articulacion artificial") entre la tangente y el eje X de la articulacion artificial se determina. La distancia de desplazamiento desde el centro de coordinadas de la varilla a la superficie plana R se calcula (etapa S115).
La Figura 7 muestra la superficie plana R. La Figura 8 es una tangente frontal TL sobre la superficie plana R. La posicion de la tangente frontal TL se situa en el lado que es directamente visible durante la operacion. Dado que la posicion no se ve afectada por la presencia de cartflago, puede utilizarse como uno de los puntos de referencia que pueden reconocerse muy facilmente.
La Figura 9 es un diagrama que ilustra el desplazamiento (17,24 mm en la figura) entre la tangente frontal TL y el centro de coordenadas de la varilla.
Como se ha descrito anteriormente, se lleva a cabo la planificacion de una operacion de sustitucion de una articulacion artificial antes de la operacion y se calculan y almacenan diversos parametros necesarios (etapa S116). De esta manera, puede realizarse el corte oseo optimo utilizando estos diversos parametros en el momento de la operacion que utiliza un instrumento quirurgico propiamente dicha.
La Figura 10 es un diagrama que ilustra el caso en que algunos de los diversos parametros almacenados se leen y se visualizan en un monitor. Es decir, los valores parametros que debe calcular el programa para la planificacion preoperatoria incluyen los siguientes:
(1) los datos del punto de insercion de la varilla en la medula: valor AY desde la parte plana (aproximado por la superficie plana) a menos de aproximadamente 30 mm desde el borde proximal de la articulacion femoropatelar en la parte delantera de la parte distal femoral para colocar el dispositivo diana en el punto de insercion de la varilla en la medula, a saber, la distancia cuando se proyecta sobre la superficie plana YZ del sistema de coordenadas del femur;
(2) la profundidad de insercion de la varilla, a saber, la longitud desde el punto de insercion a la punta de la varilla;
(3) el angulo de rotacion del eje X de la varilla en funcion del eje condilar posterior (PCA) del femur y el angulo tangente frontal-articulacion artificial;
(4) el angulo (superficie coronal) entre el eje Z de la varilla y el eje Z del componente (eje mecanico tridimensional); y
(5) el angulo (superficie sagital) entre el eje Z de la varilla y el eje Z del componente (eje mecanico tridimensional).
En el momento de la operacion que utiliza un instrumento quirurgico propiamente dicha, la plantilla denominada el dispositivo diana se utiliza como una primera plantilla para la parte plana situada proximal al extremo superior de la superficie del femur con el fin de determinar el punto de insercion de la varilla en la medula.
Las Figuras 11A y 11B ilustran la forma de un dispositivo diana 30 que se utiliza en este momento. La Figura 11A es una vista en perspectiva y la Figura 11B es una vista lateral. El dispositivo diana 30 incluye una parte de contacto 31, una parte de brazo 32, y una parte de montaje 33.
La parte de contacto 31 es el sitio que entra en contacto con la tangente frontal. La parte de brazo 32 se conecta de manera fija a la parte de contacto 31. Ademas, la parte de montaje 33, que puede desplazarse paralela a la flecha I en el dibujo que queda perpendicular al eje de la parte de brazo 32 y queda paralela a la tangente frontal, se fija a la punta de la parte de brazo 32.
Como se muestra en la Figura 11B, la parte de montaje 33 tiene una parte de montaje de varilla 34 que puede desplazarse en paralelo al eje de la parte de montaje 33 y una direccion de flecha II perpendicular a la flecha I. El fondo de la parte de contacto 31, a saber, el desplazamiento (distancia) desde la posicion de la tangente frontal que esta en contacto esta ajustado a escala, por ejemplo, por milfmetros y estampado. En la parte de montaje de varilla 34, el desplazamiento desde la tangente frontal puede ajustarse apretando un tornillo 35. Como se indica mediante
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una flecha III, el angulo de montaje tambien puede ajustarse.
La varilla en la medula o un marcador para la posicion de insercion con la misma forma que la de la varilla en la medula se fija a la parte de montaje de varilla 34. El punto de insercion puede determinarse midiendo la distancia desde una superficie plana aproximada que ha sido calculada como se describe en (1) al punto de insercion de la varilla en la medula en la parte intercondilar y marcandola.
Un orificio de insercion se forma perforando la posicion de insercion marcada con una broca (que no se muestra). Entonces, la varilla en la medula IM se inserta en la medula del femur FM desde el orificio de insercion a la profundidad previamente calculada.
En este momento, puede utilizarse un armazon de la varilla 40 como el que se muestra en la Figura 12A para que la varilla en la medula IM no se mueva descuidadamente.
El armazon de la varilla 40 mostrado en la Figura 12A tiene una forma cilmdrica de dos fases con diferentes diametros exteriores. La parte del eje central es hueca para dejar pasar la varilla en la medula IM. Una punta 41a se proyecta hacia abajo desde el lado inferior de una parte cilmdrica de lado de diametro grande 41. Como se muestra en la Figura 12B, la punta 41a se dirige en el orificio de insercion del femur FM (mostrado como un modelo tridimensional en el presente documento) en el estado en que se atraviesa la varilla en la medula IM.
Una pluralidad de agujeros roscados, por ejemplo, tres agujeros roscados 43 atraviesan una parte cilmdrica de lado de diametro pequeno 42 del armazon de la varilla 40 para formar un angulo central igual desde el centro de la posicion del eje en la direccion radial. Como se muestra en la Figura 12B, se montan tornillos (que no se muestran) de forma roscable sobre cada uno de los agujeros roscados 43 y asf la varilla en la medula IM insertada desde el orificio de insercion del femur FM puede sujetarse sin oscilaciones.
Despues, una plantilla para corte oseo convencional (que no se muestra) se fija a la varilla en la medula IM. En este momento, la plantilla para corte oseo se ajusta previamente al angulo valgo descrito en (4) que ha sido previamente calculado para la varilla en la medula IM. El eje horizontal de la parte de superficie plana que se denomina una paleta de ablacion distal de la plantilla se encaja con el eje X de la varilla en la medula IM y el eje X de la articulacion artificial CP. Cuando la superficie plana se encaja con la superficie de corte oseo distal prevista, se realiza el corte oseo distal prevista.
Las Figuras 13Ay 13B muestran la estructura de una plantilla para determinarel angulo de rotacion 50 que se monta desde una posicion distal de la plantilla para el corte oseo junto con el armazon de la varilla 40 y otras plantillas. La Figura 13A es una vista en perspectiva y la Figura 13B es una vista lateral.
En la plantilla para determinar el angulo de rotacion 50, se proporciona un par de paletas 52 en el lado de extremo inferior de una parte de montaje 51 que atraviesa la varilla en la medula IM para formar parte de la parte de conexion 53. Las paletas 52 entran en contacto con las partes condilares posteriores medial y lateral del femur FM. Como se muestra en la Figura 13B, la parte de conexion 53 se fija de forma deslizable a la parte de montaje 51 para que la distancia del par de paletas 52 con la parte de eje de la varilla pueda ajustarse como se indica mediante una flecha IV en el dibujo.
Se proporciona una parte rotativa 54 que se proporciona de manera rotativa sobre la parte de montaje 51 y atraviesa la varilla en la medula IM. La parte rotativa 54 se situa en el lado delantero del lado de la parte de montaje 51, una aguja 54a se fija radialmente a la parte rotativa 54, y una balanza 51a se forma en el lado de la parte de montaje 51.
La plantilla para determinar el angulo de rotacion 50 se monta desde la distal posicion de la plantilla para el corte oseo. El angulo de la parte rotativa 54 se ajusta a la parte de montaje 51 para que el angulo entre la plantilla para el corte oseo y la plantilla para determinar el angulo de rotacion 50 sea igual al "angulo de la tangente condilar posterior-articulacion artificial" calculado por el programa de planificacion preoperatoria. Entonces, la varilla en la medula IM y la plantilla para el corte oseo se hacen rotar.
El angulo de rotacion de la articulacion artificial CP se realiza mediante esta rotacion. En este punto, la parte condilar del femur se perfora de manera que dos puntos sobre el eje horizontal de la plantilla para el corte oseo (que encaja con el eje X de la articulacion artificial CP) quedan perpendiculares a la superficie plana de la plantilla y se producen pequenos agujeros oseos. Posteriormente, se realiza el corte oseo distal utilizando un instrumento convencional. El
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angulo de rotacion se determina en referencia a dos agujeros oseos que se han hecho previamente sobre la superficie de corte oseo distal y se realiza el corte oseo posterior.
Sin embargo, en algunos casos, el cartflago puede permanecer en el condilo posterior del femur. Debido al grosor desigual, cuando se utiliza la tangente condilar posterior para determinar el angulo de rotacion, el control exacto puede dificultarse.
Como otro procedimiento para determinar el angulo de rotacion, se utiliza el "angulo tangente frontal-articulacion artificial". Se utiliza una plantilla especial para determinar el angulo de rotacion que mide cuantos grados se hace rotar la tangente frontal alrededor del eje de la varilla desde una posicion mas distal de la plantilla para el corte oseo.
Las Figuras 14A y 14B muestran la estructura de una plantilla para determinar el angulo de rotacion 60 que se monta desde una posicion distal de la plantilla para el corte oseo junto con el armazon de la varilla 40 y otras plantillas. La Figura 14A es una vista en perspectiva y la Figura 14B es una vista lateral.
En la plantilla para determinar el angulo de rotacion 60, la parte de contacto 64 se proporciona sobre el lado de extremo superior de una parte de montaje 61 que atraviesa la varilla en la medula IM por una parte de conexion 62 y la parte de brazo 63. La parte de contacto 64 es la pieza que entra en contacto con la tangente frontal como con la parte de contacto 31 del dispositivo diana 30 en la Figura 11.
Con respecto a la parte de brazo 63 en la que se forma la parte de contacto 61 en la parte de extremo, la longitud del brazo (distancia entre la parte de montaje 61 y la parte de contacto 64) es opcionalmente variable para la parte de conexion 62 como se indica mediante una flecha V en la Figura 14B. Ademas, la parte de conexion 62 se fija de forma deslizable a la parte de montaje 61 para que la distancia (altura) con la parte del eje de la varilla pueda ajustarse como se indica mediante una flecha VI en el dibujo.
Se proporciona una parte rotativa 65 que se proporciona de manera rotativa sobre la parte de montaje 61 y atraviesa la varilla en la medula IM. La parte rotativa 65 esta situada en el lado delantero del lado de la parte de montaje 61, una aguja 65a se fija radialmente a la parte rotativa 65, y una balanza 61a se forma en el lado de la parte de montaje 61.
Cuando se utiliza la plantilla para determinar el angulo de rotacion con dicha estructura, no se provoca ningun efecto del cartflago. El angulo de rotacion correcto de la plantilla para el corte oseo se obtiene midiendo cuantos grados esta expuesta la tangente frontal en el momento de la operacion alrededor del eje de la varilla y permitiendo que el angulo entre el angulo de la rotacion y la tangente frontal de la plantilla para el corte oseo sea igual al "angulo tangente frontal-articulacion artificial" obtenido por el programa de planificacion preoperatoria.
En este sentido, no se interpretara que la presente invencion esta limitada a las realizaciones. Pueden realizarse diversas variaciones en la puesta en practica sin apartarse de la invencion, como se define en las reivindicaciones.

Claims (6)

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REIVINDICACIONES
1. Un aparato (10) para la planificacion preoperatoria de una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla, que comprende:
medios de introduccion de una imagen que introducen una imagen tomografica bidimensional de la extremidad inferior incluyendo la articulacion de rodilla;
medios (S101) para reconstruir una imagen que reconstruye la imagen tridimensional del femur y la tibia desde la introduccion de la imagen gracias a los medios de introduccion de una imagen;
medios (S103) para determinar la articulacion artificial del lado del femur que determinan la articulacion artificial que va a sustituirse desde la imagen tridimensional de la articulacion de rodilla del femur obtenida gracias a los medios de reconstruccion de una imagen;
medios (S106) para determinar la articulacion artificial del lado de la tibia que determinan la articulacion artificial que va a sustituirse desde la imagen tridimensional de la articulacion de rodilla de la tibia obtenida gracias a los medios de reconstruccion de una imagen; y
medios (S113-S115) para la determinacion de parametros que determinan diversos parametros utilizados en la sustitucion de articulacion artificial de rodilla que utilizan una varilla de alineacion en la medula que se inserta en el femur (S112) sobre la base de la articulacion artificial determinada gracias a los medios de determinacion de la articulacion artificial del lado del femur y un punto de referencia de la articulacion de rodilla
caracterizado porque
los diversos parametros a determinar gracias a los medios de determinacion de parametros incluyen la posicion de insercion, la orientacion de insercion y la profundidad de insercion de la varilla de alineacion en la medula asf como la posicion y el angulo de rotacion de la superficie del corte oseo de la parte de la articulacion basandose en la varilla de alineacion insertada en la medula
2. El aparato de planificacion preoperatoria de una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla de acuerdo con reivindicacion 1, en el que los medios para la determinacion de parametros determinan diversos parametros mediante la disposicion interactiva de la imagen tridimensional del femur y la imagen tridimensional de la varilla de alineacion en la medula.
3. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2 que comprende ademas una plantilla (60) para una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla, que comprende:
una parte de contacto (64) que entra en contacto con los puntos de referencia de la articulacion de rodilla del femur;
una parte de montaje (61) que monta la varilla de alineacion en la medula que va a insertarse en la medula del femur; y
una parte de brazo (63) que conecta la parte de contacto con la parte de montaje para ajustar la posicion y el angulo de fijacion de la parte de montaje en funcion de los diversos parametros determinados gracias a los medios para la determinacion de parametros en el aparato de acuerdo con reivindicacion 1.
4. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2 que comprende ademas una plantilla (50) para una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla, que comprende:
una parte de contacto (52) que entra en contacto con los puntos de referencia de la articulacion de rodilla del femur;
una parte de montaje (51) que monta la varilla de alineacion en la medula que va a insertarse en la medula del femur; y
una parte de conexion (53) que conecta la parte de contacto con la parte de montaje y permite el ajuste del angulo de fijacion de una plantilla externa que puede montarse sobre la varilla de alineacion en la medula en funcion de los diversos parametros determinados gracias a los medios para la determinacion de parametros en el aparato de acuerdo con la reivindicacion 1.
5. El aparato para una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla de acuerdo con las reivindicaciones 3 o 4, en el que el punto de referencia del femur es la tangente condilar posterior.
6. El aparato para una operacion de sustitucion de articulacion artificial de rodilla de acuerdo con las reivindicaciones 3 o 4, en el que el punto de referencia del femur es una tangente de dos puntos en la parte bimodal del cortex de una imagen del hueso transversal en la parte proximal desde el borde proximal de la articulacion patelofemoral sobre la superficie plana casi perpendicular a un eje de la varilla de alineacion en la medula y la parte de brazo o la parte de conexion pueden ajustarse de forma correspondiente a una distancia de desplazamiento entre la posicion axial de la varilla de alineacion en la medula y la tangente.
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0718417D0 (en) 2007-09-21 2007-10-31 Depuy Int Ltd Intramedullary rod instrument
US8777875B2 (en) 2008-07-23 2014-07-15 Otismed Corporation System and method for manufacturing arthroplasty jigs having improved mating accuracy
US8160345B2 (en) 2008-04-30 2012-04-17 Otismed Corporation System and method for image segmentation in generating computer models of a joint to undergo arthroplasty
US8480679B2 (en) 2008-04-29 2013-07-09 Otismed Corporation Generation of a computerized bone model representative of a pre-degenerated state and useable in the design and manufacture of arthroplasty devices
US8737700B2 (en) 2007-12-18 2014-05-27 Otismed Corporation Preoperatively planning an arthroplasty procedure and generating a corresponding patient specific arthroplasty resection guide
US8715291B2 (en) 2007-12-18 2014-05-06 Otismed Corporation Arthroplasty system and related methods
US8617171B2 (en) 2007-12-18 2013-12-31 Otismed Corporation Preoperatively planning an arthroplasty procedure and generating a corresponding patient specific arthroplasty resection guide
US8311306B2 (en) 2008-04-30 2012-11-13 Otismed Corporation System and method for image segmentation in generating computer models of a joint to undergo arthroplasty
US9408618B2 (en) 2008-02-29 2016-08-09 Howmedica Osteonics Corporation Total hip replacement surgical guide tool
JP5305474B2 (ja) * 2008-03-31 2013-10-02 株式会社ビー・アイ・テック セメントレス型人工股関節用ステムの形状決定法
US8617175B2 (en) 2008-12-16 2013-12-31 Otismed Corporation Unicompartmental customized arthroplasty cutting jigs and methods of making the same
JP2011092405A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Lexi:Kk 人工膝関節置換手術の術前計画用プログラム
AU2010323639B2 (en) 2009-11-24 2014-04-10 Lexi Co., Ltd. Preoperative planning program for artificial hip joint replacement surgery and surgery support jig
EP2389904B1 (en) * 2010-05-24 2013-07-24 Episurf IP Management AB Surgical kit for cartilage repair comprising implant and a set of tools
EP2389899B1 (en) * 2010-05-24 2015-04-29 Episurf IP Management AB Method of manufacturing a surgical kit for cartilage repair in a joint
EP2389905B1 (en) * 2010-05-24 2012-05-23 Episurf Medical AB Method of designing a surgical kit for cartilage repair in a joint
JP6040151B2 (ja) * 2010-06-16 2016-12-07 エーツー・サージカル ３ｄ患者画像からアクセス領域を決定する方法
GB201019490D0 (en) * 2010-11-18 2010-12-29 Depuy Ireland Angular adjustment mechanism, surgical alignment guide and surgical instrument assembly
US9456875B2 (en) 2010-12-23 2016-10-04 Stryker European Holdings I, Llc Devices and methods for monitoring the rotational orientation of bone fragments
US9808356B2 (en) 2011-10-24 2017-11-07 Synvasive Technology, Inc. Knee balancing devices, systems and methods
US9622820B2 (en) * 2012-05-03 2017-04-18 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. Feature-driven rule-based framework for orthopedic surgical planning
US9646229B2 (en) 2012-09-28 2017-05-09 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Method and system for bone segmentation and landmark detection for joint replacement surgery
US9402637B2 (en) 2012-10-11 2016-08-02 Howmedica Osteonics Corporation Customized arthroplasty cutting guides and surgical methods using the same
NZ709426A (en) * 2012-12-31 2017-08-25 Clearstream Tech Ltd Catheter with markings to facilitate alignment
US9204937B2 (en) * 2013-02-19 2015-12-08 Stryker Trauma Gmbh Software for use with deformity correction
US20140276872A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Otismed Corporation Customized acetabular cup positioning guide and system and method of generating and employing such a guide
US9427240B2 (en) * 2013-03-21 2016-08-30 Von Zabern Surgical System and method for performing measurable and controled osteotomy
CN104095664B (zh) 2013-04-12 2016-12-28 德普伊（爱尔兰）公司 股骨远端夹具组件和具有该组件的股骨远端切割器械
CN105361883A (zh) * 2014-08-22 2016-03-02 方学伟 膝关节置换三维空间下肢生物力线的确定方法
AU2015320707B2 (en) * 2014-09-24 2020-07-02 Depuy Ireland Unlimited Company Surgical planning and method
US10568650B2 (en) 2015-03-25 2020-02-25 E. Marlowe Goble Knee instruments and methods
EP3302331A1 (en) * 2015-05-28 2018-04-11 Biomet Manufacturing, LLC Flexibly planned kitted knee protocol
US10357255B2 (en) 2015-10-08 2019-07-23 Howmedica Osteonics Corp. Globalized total knee instrumentation
US10251705B2 (en) 2016-06-02 2019-04-09 Stryker European Holdings I, Llc Software for use with deformity correction
EP3533407A4 (en) 2016-10-25 2020-05-13 LEXI Co., Ltd. SURGICAL ASSISTANCE SYSTEM
US11234720B2 (en) 2018-03-07 2022-02-01 E. Marlowe Goble Knee instruments and methods
US10751199B2 (en) * 2018-10-09 2020-08-25 Adam Rosen Two-piece total knee rotation guide and femoral sizer system and method
CN109925052B (zh) * 2019-03-04 2020-12-08 杭州三坛医疗科技有限公司 靶点路径的确定方法、装置和***、可读存储介质
CN109875684A (zh) * 2019-04-16 2019-06-14 北京大学第三医院（北京大学第三临床医学院） 一种下颌角截骨术的预测和实时渲染方法
CN111888059B (zh) * 2020-07-06 2021-07-27 北京长木谷医疗科技有限公司 基于深度学习与x线的全髋关节图像处理方法及装置
CN113017829B (zh) * 2020-08-22 2023-08-29 张逸凌 一种基于深度学习的全膝关节置换术的术前规划方法、***、介质和设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4703751A (en) * 1986-03-27 1987-11-03 Pohl Kenneth P Method and apparatus for resecting a distal femoral surface
US4841975A (en) * 1987-04-15 1989-06-27 Cemax, Inc. Preoperative planning of bone cuts and joint replacement using radiant energy scan imaging
CA2126627C (en) * 1993-07-06 2005-01-25 Kim C. Bertin Femoral milling instrumentation for use in total knee arthroplasty with optional cutting guide attachment
US5682886A (en) * 1995-12-26 1997-11-04 Musculographics Inc Computer-assisted surgical system
CA2201800C (en) * 1997-04-04 2003-01-28 Brian Kelly Method and apparatus for locating transepicondylar line in a joint that defines transverse action for a motion
US7547307B2 (en) * 2001-02-27 2009-06-16 Smith & Nephew, Inc. Computer assisted knee arthroplasty instrumentation, systems, and processes
KR20030082942A (ko) * 2001-02-27 2003-10-23 스미스 앤드 네퓨, 인크. 인공 무릎 관절 성형 수술 시스템 및 방법
AU2003219773B2 (en) 2002-02-14 2007-02-01 Biomet Spain Orthopaedics S.L. Method and instrumentation for patello-femoral joint replacement
JP2004008707A (ja) 2002-06-11 2004-01-15 Osaka Industrial Promotion Organization 人工膝関節置換術支援方法，人工膝関節置換術支援装置，コンピュータプログラム及び記録媒体
TW558689B (en) 2002-08-30 2003-10-21 Univ Taipei Medical Three-dimensional surgery simulation system and method
US20040172044A1 (en) * 2002-12-20 2004-09-02 Grimm James E. Surgical instrument and method of positioning same
US6932823B2 (en) 2003-06-24 2005-08-23 Zimmer Technology, Inc. Detachable support arm for surgical navigation system reference array
WO2005099636A1 (ja) * 2004-03-31 2005-10-27 Niigata Tlo Corporation 人工膝関節置換手術支援用髄内ロッド及びそれを用いた手術操作管理法
GB0504172D0 (en) 2005-03-01 2005-04-06 King S College London Surgical planning

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