[发明专利]用于定位股骨机械轴线的仪器和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年2月8日提交的题目为“INSTRUMENT FOR LOCATING THE FEMORAL MECHANICAL AXIS”的美国临时专利申请第61/762,492号、于2013年11月14日提交的题目为“INSTRUMENTS AND METHODS FOR LOCATING A FEMORAL MECHANICAL AXIS”的美国临时专利申请第61/904,083号、于2013年11月14日提交的题目为“TOTAL KNEE ARTHROPLASTY METHODS,SYSTEMS,AND INSTRUMENTS”的美国临时专利申请第61/904,086号以及于2013年11月14日提交的题目为“TOTAL KNEE ARTHROPLASTY METHODS,SYSTEMS,AND INSTRUMENTS”的美国临时专利申请第61/904,099号的权益，这些申请通过引用被全部包含在本文中。

技术领域

本发明涉及定位股骨的机械轴线，其通常地被限定为连接股骨头中心与膝关节中心的线。具体地，本发明用于在全膝关节成形术期间定位机械轴线。

背景技术

全膝关节成形术的成功结果依赖于精确的骨切割以及充分的韧带平衡。为了使膝盖植入物正确地行使功能，必须进行相对于股骨的机械轴线的精确的骨切割。此外，必须将外侧副韧带和/或内侧副韧带释放以使胫骨机械轴线与股骨机械轴线对齐。胫骨机械轴线的确定是相对容易的，因为其与胫骨解剖轴线是相同的。另一方面，股骨机械轴线更难确定，因为其从股骨头中心延伸至膝关节中心，但是在全膝外科手术期间股骨头是不可视的。通常，将股骨机械轴线定向成在该股骨解剖轴线内侧的大约6度处，但是这种定向会随患者的解剖不同而改变。

定位机械轴线的最广泛使用的方法是通过定位在股骨骨髓管中的杆。然后将机械轴线估计地定位在从该杆的轴线的内侧的大约6度处。尽管此方法容易执行，但是由于在股骨的解剖中的不同以及由于杆与该杆定位在其中的骨髓管之间的间隙，此方法并不是非常地精确。该方法还不能在从矢状面中观察时判定机械轴线的方向。此外，该方法还要求侵入骨髓管，这可潜在地导致更多的血液损失以及可能的并发症。定位机械轴线的另一个方法是通过使用计算机化导航设备来确定骨骼标志并且使该骨骼标志与股骨的运动相关以定位机械轴线。然而，此类设备是非常昂贵的，并且用于手术中是笨重的。因此，存在提供不需要使用计算机化导航设备来在冠状面和矢状面中精确定位股骨机械轴线的系统和方法的需求。

发明内容

本文所描述的发明涉及定位患者的股骨头的中心，该信息进而用于在冠状面和矢状面两者中定位股骨的机械轴线。即，本文所描述的仪器和方法对于在三维中定位股骨机械轴线是有用的。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于定位股骨机械轴线以及关于股骨头中心在空间中确定至少三个点的位置的仪器。该仪器包括基部构件；延伸臂夹具，延伸臂夹具平移地和枢转地连接至基部构件；延伸臂，延伸臂平移地和枢转地连接至延伸臂夹具；转动臂，转动臂枢转地连接至延伸臂的末端，转动臂包括在近端处的外侧定位器构件和在末端处的内侧定位器构件；支架，支架枢转地连接至转动臂；以及定位臂，定位臂可移除地连接至支架，定位臂包括中间定位器构件。

根据本发明的另一方面，提供了一种定位股骨机械轴线的方法。该方法包括如下步骤：确定由轨迹点从膝盖中心偏置预定距离所描绘的代表性球面，其中代表性球面的中心与股骨头的中心相一致；确定在代表性球面上的至少三个点；定位由代表性球面上的三个点限定的圆的中心；确定通过由代表性球面上的三个点限定的圆的中心并且垂直于圆的平面的线；定位股骨，使得连接股骨头的中心与轨迹点的线与通过由代表性球面上的三个点限定的圆的中心并且垂直于圆的平面的线相一致；以及将多个定位装置放置在股骨上以在冠状面和矢状面两者中确定股骨机械轴线的位置。这种定位装置以抵消从膝盖的中心的轨迹点的预定偏置的方式被定位在股骨上，使得连接股骨头的中心与轨迹点的线具有从股骨机械轴线的预定角度偏置。

附图说明

现参照附图对本发明做出更进一步地解释，其中贯穿所有附图的相同的标号指代相同的结构，并且其中：

图1是关于股骨的代表性球面的示意图；

图2是相对于股骨定位的本发明的机械轴线探测器的一个实施例的立体图；

图3是图2的机械轴线探测器的详细立体图；

图4是图2的机械轴线探测器的一部分的分解立体图；