[發明專利]用于優化植入物與解剖學的配合的系統和方法

在審

• 申請號: 201280045854.0
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN103796609A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: B.麥金農;R.C.馬林斯庫塔納索卡;R.C.瓦恩巴格爾;W.L.小鮑爾斯;J.B.威貝三世;N.M.倫茨;Z.C.威爾金森;S.M.哈多克;R.L.蘭登
• 申請（專利權）人: 史密夫和內修有限公司
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 杜娟娟;徐紅燕

相關申請的交叉引用

本申請是要求于2011年7月20日提交的美國臨時申請No.?61/509,928和于2011年7月26日提交的美國臨時申請No.?61/511,713的優先權的PCT國際申請。通過引用將每個申請的公開內容整體并入。

有關聯邦政府贊助的研究或開發的聲明

不適用。

附錄

不適用。

本發明的背景技術

對于諸如膝關節成形術（在該膝關節成形術中，膝關節的關節聯接表面被切除并被以植入物替代）等的關節成形術過程的常見問題是植入物常常未最佳覆蓋患者的解剖學的已切除表面。典型的植入物裝置僅提供幾個尺寸選項，并且，已知因人而異的骨和其它解剖形態的變化性，對于特定患者的最接近尺寸將常產生植入物的外周邊或懸于已切除表面之上和/或不完全地覆蓋已切除表面的部分。任何一種情形都不是所期望的并且有時可能導致一些問題，諸如軟組織刺激或功能性損害。

很多次在全膝關節成形術(TKA)中，差的術后患者后果不是由拙劣設計的假體引起的。相反，問題可能常常源于設計良好的假體被相對于試圖獲得最好解剖配合的患者的自然解剖學，安裝在非最佳生物力學位置中。換句話說，甚至在設計良好的膝假體的情況下，如果所述假體是未對準的或者如果假體在不考慮假體定向的生物力學效果的情況下被安裝，則由于疼痛或異常穿戴而導致的修正膝外科手術的概率也可能是高的。

在全膝關節成形術(TKA)中，外科醫生可以通過測量遠側股骨從前冠狀平面到后冠狀平面的A-P寬度來確定股骨膝植入物組件的尺寸。完成對骨定尺寸以確定尺寸最接近的股骨組件，而無需對前股骨皮層切口。由于股骨組件在特定矯形產品組合內的尺寸之間的A-P寬寬中的顯著間隙，植入物的生物力學配合、感覺及功能分別被以用于三種不同技術的三種不同方式妥協。

首先，如果外科醫生決定使用后參考技術，則股骨組件植入物的前凸緣將落在根據植入物的前-后尺寸它可以在的地方。在許多情況下，患者的骨尺寸落在由矯形產品提供所規定的尺寸之間。雖然提供了較好的骨覆蓋，但是與后參考技術一起使用較大尺寸的植入物能由于在膝蓋骨上的增加的力而導致膝蓋骨填充、支持帶（retinacular）拉伸、髕股韌帶拉伸、四頭肌和髕腱過拉伸、四低效率以及前膝疼痛。相反地，與后參考技術一起使用較小尺寸的植入物可能引起疏松四頭肌和髕股韌帶、膝蓋骨半脫位、差膝蓋骨軌跡以及膝關節不穩定/松弛。

第二，如果外科醫生決定使用前參考技術，則股骨組件(一個或多個)的一個或多個后髁將落在根據它們的尺寸和幾何結構它們可以在的地方。在許多情況下，患者的骨尺寸落在由矯形產品提供所規定的尺寸之間。雖然提供較好的骨覆蓋，但是與前參考技術一起使用較大尺寸的植入物能夠導致增加的側副韌帶拉緊、屈曲中的緊接合、減少的運動范圍、以及所增加的損傷諸如ACL和PCL等軟組織的風險。相反地，與前參考技術一起使用的較小尺寸的植入物在較厚的脛骨插入物被用來補償在屈曲中的松弛的情況下，則可能引起深屈曲中的關節松弛、疏松側副韌帶以及偽膝蓋骨高位(baja)。

第三，雖然不常這樣做，但如果外科醫生決定采取中間路線的技術(即，在前參考與后參考之間的某處任意參考)，則可能存在前述缺點的組合，或者可能存在比純粹地基于解剖配合和非動力手術內韌帶平衡所選擇的位置更理想的植入物位置。

模擬在活體內功能活動的軟件程序(例如，LifeMOD/KneeSIM，加利福尼亞州圣克萊門特的LifeModeler有限公司的產品)已被用于評估植入物設計的性能的目的。這樣的程序使用三維的、面向動力學的、基于物理學進行建模的方法學。雖然這些程序過去已被用來設計植入物幾何結構，但是現有技術尚未利用這樣的軟件來微調植入物的解剖放置或定尺寸(即，標準和定制)以便它們滿足并且超過個體患者的需要。于2011年12月13日頒發給Otto等人的美國專利?No.?8,078,440公開了一種在植入假體的準備中將這樣的軟件程序用于術前表征個體的生物力學功能的系統和方法。美國專利No.?8,078,440通過引用整體地結合在本文中。

發明內容