[發明專利]改善髕骨性能的計算機輔助的關節置換術系統

在審

• 申請號: 202080012758.0
• 申請日: 2020-02-04
• 公開（公告）號: CN114269277A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 肖恩·P·麥格關;伊麗莎白·達克斯伯里
• 申請（專利權）人: 史密夫和內修有限公司;史密夫和內修整形外科股份公司;新加坡施樂輝亞太有限公司
• 主分類號: A61B34/00
• 分類號: A61B34/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王麗輝;張一舟

1.一種用于執行膝關節置換術程序的方法，包括：

接收患者的肌肉骨骼解剖結構的多個圖像，所述多個圖像包括在多個屈曲位置的患者髕股和股骨-脛骨關節的圖像；

識別所述多個圖像內的解剖幾何形狀以限定術前膝關節幾何形狀；

訪問統計患者模型，所述統計患者模型基于術前膝關節幾何形狀和給定假體膝關節植入物植入參數預測假體膝關節植入物性能，所述統計患者模型包括髁間隙均勻性的預測和對運動曲線的髕骨跟蹤；

從所述統計患者模型計算手術計劃，所述手術計劃包括一組建議的膝關節植入物植入參數，所述膝關節植入物植入參數提供符合預定性能標準的預測的假體膝關節植入物性能；以及

根據所建議的膝關節植入物植入參數，使用計算機輔助手術系統執行所述膝關節置換術程序。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括從多個模型活動中選擇一個或多個術后患者活動，以在從一組可用的術后患者活動優化假體膝關節植入物性能時考慮，其中所述運動曲線被選擇以反映所選擇的一個或多個術后患者活動。

3.根據權利要求1和2中任一項所述的方法，其中所建議的膝關節植入物植入參數包括一組建議的骨切除和組織釋放、一組建議的植入物位置和用于實現期望的術后髕股和股骨-脛骨關節幾何形狀的植入物選擇中的至少一個。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其中所述計算機輔助手術系統在所述膝關節置換術程序期間實時跟蹤患者骨切除，并且對髕骨跟蹤進行建模以更新所述手術計劃。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其中所述多個圖像是X射線圖像。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其中執行所述膝關節置換術程序包括將基準標記附著到所述患者的股骨和脛骨，以及執行以下當中的一項：將所述基準標記附著到所述髕骨和使用探針將所述髕骨的特征與所述計算機輔助手術系統配準。

7.一種用于執行膝關節置換術程序的計算機輔助手術系統，包括：

模擬數據庫，所述模擬數據庫包含針對膝關節模型的髕股和股骨-脛骨關節表現的多個模擬的結果，其中每個模擬對經歷預定運動曲線的具有多個假設幾何形狀中的一個的膝關節建模；

統計模型，所述統計模型從所述模擬數據庫以計算方式創建，所述統計模型基于所述術前膝關節幾何形狀和給定的假體膝關節植入物植入參數來預測膝關節植入物性能，所述統計模型包括預測髁間隙均勻性以及髕骨跟蹤；

第一組軟件指令，所述第一組軟件指令指示一個或多個處理器接收多個患者圖像，所述多個患者圖像至少包含在多個屈曲位置的患者髕股和股骨-脛骨關節的圖像；以及

第二組軟件指令，所述第二組軟件指令指示所述一個或多個處理器確定推薦的膝關節植入物植入參數，使得對膝關節植入物預測的性能符合包括髁間隙均勻性和髕骨跟蹤的預定的術后性能標準，并且更新手術計劃以配置所述計算機輔助手術系統輔助外科醫生切除患者骨從而實現推薦的膝關節植入參數。

8.根據權利要求7所述的計算機輔助手術系統，還包括第三組軟件指令，所述第三組軟件指令允許用戶從多個模型活動中選擇一個或多個術后患者活動，以在從一組可用的術后患者活動優化假體膝關節植入物性能時考慮。

9.根據權利要求7或8中任一項所述的計算機輔助手術系統，其中所述手術計劃包括一組建議的骨切除和組織釋放，以實現期望的術后髕股和股骨-脛骨關節幾何形狀。

10.根據權利要求7-9中任一項所述的計算機輔助手術系統，其中所述計算機輔助手術系統在所述膝關節置換術程序期間實時跟蹤患者骨切除，并且對髕骨跟蹤建模以更新所述手術計劃。

11.根據權利要求7-10中任一項所述的計算機輔助手術系統，其中所述多個圖像是X射線圖像。

12.根據權利要求7-11中任一項所述的計算機輔助手術系統，其中所述計算機輔助手術系統包括固定到所述患者的股骨和脛骨的基準標記，以及固定到所述髕骨的附著基準標記和配準所述髕骨的至少一個特征的探針中的至少一個。