[發(fā)明專利]用于測(cè)量與矯形關(guān)節(jié)成形術(shù)相關(guān)的性能參數(shù)的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380076520.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN105208976A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安格德·辛格;菲利普·馬修·菲茨西蒙斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北極星手術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): A61F2/46
• 分類號(hào): A61F2/46;A61B5/00
• 代理公司: 北京柏杉松知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2013年3月20號(hào)提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/803,665的權(quán)益，所述臨時(shí)申請(qǐng)以引用的方式整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及矯形手術(shù)，并且更具體地說，涉及用于測(cè)量與關(guān)節(jié)置換手術(shù)相關(guān)聯(lián)的性能參數(shù)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

對(duì)于大多數(shù)外科手術(shù)而言，外科醫(yī)生將術(shù)中進(jìn)展和術(shù)后結(jié)果與術(shù)前計(jì)劃相比較從而確保達(dá)到手術(shù)目的是有利的。在一些外科手術(shù)中，特別是那些涉及矯形關(guān)節(jié)成形術(shù)的手術(shù)，術(shù)前計(jì)劃的相對(duì)小的偏差可轉(zhuǎn)變成在患者解剖結(jié)構(gòu)的功能中的顯著差異。例如，在關(guān)于膝或髖的關(guān)節(jié)置換手術(shù)中，假體關(guān)節(jié)部件的定位的微小變化可導(dǎo)致患者姿勢(shì)、步法和/或運(yùn)動(dòng)范圍的巨大差異。

在早年的關(guān)節(jié)置換手術(shù)中，重建關(guān)節(jié)的術(shù)中評(píng)估是非常主觀的。所述評(píng)估過程通常涉及外科醫(yī)生手動(dòng)地將腿部擺放成不同姿勢(shì)并且通過改變腿部的彎曲和伸展的角度來重復(fù)地鉸接關(guān)節(jié)，同時(shí)基于“查看和感覺”來測(cè)試關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍和相對(duì)穩(wěn)定性。這種用于術(shù)中評(píng)估的過程是極為主觀的，并且所述重建的關(guān)節(jié)的性能極大的取決于外科醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)水平。或許毫不令人奇怪的是，直到初次手術(shù)很久之后患者和醫(yī)生都難以可靠地預(yù)測(cè)手術(shù)的相對(duì)成功(以及是否需要后續(xù)校正/調(diào)整手術(shù))。這種不確定性對(duì)預(yù)測(cè)和控制與手術(shù)、恢復(fù)和復(fù)原相關(guān)聯(lián)的成本具有負(fù)面影響。

隨著矯形外科醫(yī)生和研究人員越來越熟悉關(guān)節(jié)功能的運(yùn)動(dòng)學(xué)和/或動(dòng)力學(xué)，用于術(shù)中測(cè)量特定關(guān)節(jié)參數(shù)的技術(shù)提高了關(guān)節(jié)重建手術(shù)的可靠性和可重復(fù)性。例如，在膝關(guān)節(jié)置換/重建手術(shù)中，外科醫(yī)生一直在尋求確保重建關(guān)節(jié)恰當(dāng)?shù)亍捌胶狻薄Ｆ胶獠畹南リP(guān)節(jié)可引起在股脛骨接觸面處的不希望有的踝關(guān)節(jié)分離、在彎曲和/或伸展期間的不穩(wěn)定性和排列不齊和/或旋轉(zhuǎn)不良，從而可能導(dǎo)致軟組織損傷、植入物的不當(dāng)/過度磨損和患者的普遍不適。膝關(guān)節(jié)平衡通常是指收集外科醫(yī)生使用的術(shù)中過程以便確保重建的膝關(guān)節(jié)恢復(fù)腿部的恰當(dāng)對(duì)齊、重量的適當(dāng)分布和在廣泛的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的穩(wěn)定性。

存在用于幫助矯形外科醫(yī)生平衡膝關(guān)節(jié)的兩種常規(guī)技術(shù)：間隙平衡和測(cè)量切除。間隙平衡技術(shù)要求外科醫(yī)生在側(cè)副韌帶同等張緊時(shí)將股骨部件平行于脛骨的切除表面定位。間隙平衡技術(shù)的目標(biāo)是針對(duì)由側(cè)副韌帶施加的規(guī)定的均勻張力來維持股骨踝與脛骨關(guān)節(jié)表面之間的均勻“間隙”。

測(cè)量切除技術(shù)涉及基于解剖學(xué)標(biāo)志來切除骨骼以便保持與膝關(guān)節(jié)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)解剖軸的位置。為了這樣做，外科醫(yī)生基于股骨和脛骨的解剖學(xué)標(biāo)志對(duì)骨骼進(jìn)行精確切割。在關(guān)節(jié)重建期間，外科醫(yī)生的目的在于置換確切厚度的切除部分以便確保重建的解剖結(jié)構(gòu)(特別是旋轉(zhuǎn)的解剖軸)與關(guān)節(jié)的原始解剖結(jié)構(gòu)盡可能密切匹配。測(cè)量切除背后的理論為：因?yàn)橹脫Q了被移除的所有事物，所以可恢復(fù)原始(和理想)的膝關(guān)節(jié)平衡。這種技術(shù)的一個(gè)益處在于股骨和脛骨可彼此獨(dú)立地切除，只要維持重建軸的位置。

不管使用的具體膝關(guān)節(jié)平衡技術(shù)，許多外科醫(yī)生在手術(shù)期間依靠測(cè)量裝置來獨(dú)立地分析/驗(yàn)證某些關(guān)節(jié)度量。關(guān)節(jié)度量的最有用的設(shè)置中的一個(gè)包括指示在脛股骨接觸面處存在的力的數(shù)據(jù)。例如，此類力的量值和內(nèi)側(cè)-外側(cè)分布可幫助外科醫(yī)生確定恰當(dāng)?shù)捻g帶平衡和部件放置。

用于術(shù)中測(cè)量力的常規(guī)裝置使用嵌入在關(guān)節(jié)假體內(nèi)的電換能器。當(dāng)將假體插入關(guān)節(jié)中時(shí)，在脛骨和股骨之間的壓縮力使換能器的結(jié)構(gòu)元件機(jī)械地變形，從而導(dǎo)致?lián)Q能器的電輸出的對(duì)應(yīng)變化。電輸出變化由處理器轉(zhuǎn)化成力值，外科醫(yī)生將使用所述值來對(duì)平衡膝關(guān)節(jié)做出必要的調(diào)整。

雖然此類常規(guī)裝置可在某些情況下準(zhǔn)確地測(cè)量即時(shí)力值，但此類裝置仍有不足。例如，常規(guī)的股脛力傳感器可能不足以用于測(cè)量內(nèi)側(cè)力和外側(cè)力相對(duì)于所述力傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)表面的位置。此外，許多常規(guī)的假體力傳感器不包括在傳感器的內(nèi)側(cè)和外側(cè)半球之間的足夠的隔離。因此，外科醫(yī)生難以精確地確定施加到內(nèi)側(cè)和外側(cè)關(guān)節(jié)表面的各個(gè)力。

另外，常規(guī)力感測(cè)裝置和系統(tǒng)不足以向用戶提供使運(yùn)動(dòng)學(xué)和/或動(dòng)力學(xué)信息結(jié)合以便追蹤內(nèi)側(cè)力和外側(cè)力相對(duì)于彎曲/伸展、內(nèi)翻/外翻和內(nèi)/外旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)角度的位置和量值的能力。此外，常規(guī)的股脛力感測(cè)系統(tǒng)不提供當(dāng)關(guān)節(jié)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)鉸接時(shí)用于實(shí)時(shí)術(shù)中追蹤內(nèi)側(cè)力和外側(cè)力的位置移動(dòng)的便捷的平臺(tái)。因此，常規(guī)的力感測(cè)系統(tǒng)不提供用于允許外科醫(yī)生監(jiān)控隨關(guān)節(jié)彎曲/伸展角度和膝關(guān)節(jié)對(duì)齊而變化的內(nèi)側(cè)力和外側(cè)力的足夠能力。

當(dāng)前公開的用于在矯形關(guān)節(jié)成形手術(shù)中術(shù)中追蹤關(guān)節(jié)性能參數(shù)的系統(tǒng)和方法涉及克服上文所述的一個(gè)或多個(gè)問題和/或本領(lǐng)域中的其他問題。

發(fā)明內(nèi)容