[发明专利]用于在外科手术中对准假体的方法及系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请依据美国法典第35卷第119条(e)款(35U.S.C.§119(e))要求2010年12月17日提交的美国临时专利申请No.61/424，447的优先权，这里通过引用将其全部内容结合于此。

技术领域

本公开大体上涉及在外科手术中确定、监测和显示两个刚性本体的相对定位。特别是，本公开涉及在外科手术中相对于骨头定位假体的方法和系统，以及用来核实由此引起的相邻骨头的相对定位的系统和方法。

背景技术

关节置换手术涉及使用人造假体部件来替换现有的关节。常见的关节置换的示例包括髋关节置换和膝关节置换。髋关节置换可以分为三种类型：初次、翻修和表面置换。初次髋关节置换也称作全髋关节置换(THA)，涉及股骨的头部及其近侧颈部的外科手术切除以及髋臼软骨和软骨下骨的移除。一般地，在股骨的近侧骨髋区域内形成人工槽道，金属的股骨假体被插入到股骨髋槽道内。然后，髋臼部件或移植物近侧地插入扩张的髋臼空间内。

同THA相似，髋关节表面置换涉及髋臼软骨和软骨下骨的外科手术移除，以及随后髋臼假体的插入。与THA不同，表面置换不涉及股骨头部的切除，而是使用假体帽来覆盖现有的股骨头部，该假体帽与髋臼假体配合。髋关节表面置换通常针对年轻的患者进行，以便为了将来的翻修而保留股骨骨质(femoral bone stock)。

髋关节翻修手术一般在由于例如感染、松弛、破碎、机械故障或不稳固等因素导致人工髋关节失效时进行。髋关节翻修手术一般涉及由于失效原因来替换一个或多个失效的人工假体。

在北美和欧洲每年要替换接近1,000,000髋关节。这些手术的大约75%是初次置换，15%是翻修，10%是表面置换。研究表明髋关节置换的数目在未来数年将由于许多因素而增加。

髋关节置换的一个重要方面是要确保髋臼部件或移植物相对于骨盆的适当对准。特别是，研究已经表明髋臼部件或移植物没有适当地对准骨盆将导致过早磨损、倾向脱位以及患者不舒适。

髋关节置换的另一个重要方面是要确保由手术引起的腿长度和偏距是可接受的。通常，目标是使腿长度和偏距并没有因为手术而改变。但是，外科手术经常将腿长度的小变化结合为矫正测量。

附图说明

为了更好地理解这里描述的系统、方法和装置的实施例，更清楚地显示它们是如何实现的，将通过示例的方式参考附图，其中：

图1是健康髋关节的前视图；

图2是THA后的髋关节的前视图；

图3A是骨盆的前视图，示出了外展角；

图3B和3C是骨盆的前视图，示出了前倾角；

图4A和4B是髋关节的比较图，分别示出了在髋关节置换手术之前和之后的腿长度和偏距的测量；

图5是根据至少一个实施例的用于髋关节置换的外科手术导航系统的系统方块图；

图6是患者的髋关节的侧视图，具有穿过皮肤或其它软组织插入骨盆的销钉或骨钉；

图7A是传感器单元的一个实施例；

图7B是传感器单元的另一个实施例；

图7C是传感器单元的另一个实施例；

图7D是传感器单元的另一个实施例；

图7E是传感器单元的另一个实施例；

图7F是标志器阵列的一个实施例；

图8是患者髋关节的侧视图，具有通过骨盆中的销钉或骨钉耦接到骨盆的传感器单元；

图9A是触控笔的立体图；

图9B是图9A的触控笔的立体图，具有耦接到触控笔的传感器单元；

图10是具有触控笔和连接的传感器单元的髋臼移植插入工具的立体图；

图11是根据一个实施例的与骨盆接触的骨盆记录装置，装置的一个臂上具有传感器单元；

图12是患者骨盆的侧视图，具有连接到骨盆的传感器单元和具有与骨盆上的界标接触的传感器单元的触控笔；

图13是具有连接到其上的传感器单元的患者骨盆和具有通过骨钉或销钉连接到其上的传感器单元的股骨的侧视图；

图14是具有连接到其上的传感器单元的患者骨盆和位于患者髋臼附近、具有连接到其上的传感器单元的髋臼绞除工具的侧视图；

图15是具有连接到其上的传感器单元的患者骨盆和具有连接到其上的传感器单元的髋臼移植插入工具的侧视图；