[发明专利]对准装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将传感器相对于患者解剖结构的至少两个解剖参考点对准的对准装置，包括该装置在内的外科手术系统，以及感测患者解剖结构的方向并且将外科手术设备引导到该装置的最佳方向的方法。

背景技术

我们可以很清楚地知道，如果本文中引用了现有技术，则该引用的现有技术不构成其在澳大利亚或任何其他国家中形成本领域公知常识的一部分的承认。

假体组件的正确对准在矫形外科手术中非常重要，例如全髋关节置换手术。最佳对准可以增强假体组件的初始功能和长期可操作性。假体组件的失准可导致患者疼痛和许多其它潜在的并发症。

假体组件的正确对准是复杂的，涉及多个步骤。例如，全髋关节置换手术通常涉及：切断股骨头并将股骨的圆头从髋臼脱位；打磨髋臼以适应髋臼窝，然后插入髋臼窝；塑造股管，然后将假体股骨组件装入股管；并将假体股骨组件装配到髋臼窝。因此，为了成功地模拟正常的髋关节，髋臼窝和假体股骨部件必须彼此正确地对准，并与患者的骨盆和股骨正确对准。

全髋关节置换手术中最困难的步骤之一是正确地对准髋臼中的髋臼窝。例如，在跨越多个中心的4226例髋关节置换手术的研究中，外科医生只能在不超过30％的外科手术中将髋臼假体组件对准在最佳区域内(Langton，DJ等人(2011)，J Bone Joint Surg[Br]93-B：164-71)。该最佳区域相当于基于对血清金属离子结果和外植体的分析的早期工作所得出的安全区域，并且被定义为倾斜角40°至50°，前倾角10°至20°。因此，可以得出结论：“有绝对的证据表明外科医生不能一致地精确定位髋臼假体组件。毫无例外，研究显示髋臼假体组件的倾斜角度有很大的变化，并且在更大的程度上表现为其前倾角”。这一点很重要，因为即使只有5°的髋臼窝放置的误差也可导致患者并发症。

在全髋关节置换手术中，髋臼窝在骨盆上的失准可能导致髋关节脱臼，患者腿部失准，患者腿部错位，关节活动降低和关节疼痛。骨盆上髋臼窝的失准可能会影响患者的姿势，下肢的生物力学(例如影响髋部的运动范围)以及胸椎和颈椎的弯曲度。髋臼窝失准的长期影响可能包括组件的加速磨损，组件的无菌性松动和潜在的早期修复手术。此外，失准可能增加假体金属组件的浸出(例如进入血液流)，这可导致免疫系统问题。

为了说明该问题的严重性，据估计在美国、西班牙、葡萄牙、荷兰、加拿大、法国、意大利、瑞士和德国每年进行959,000个初级和修复全髋关节置换手术，(Kurtz,S.M.(2010)Paper#365.Presented at the 56th Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society.March 6-9,2010.New Orleans)。随着越来越多的老龄化人口正在推动全球矫形外科市场的增长，外科手术的数量预计将会增加。此外，虽然制造商的实验室测试条件表明髋关节假体寿命应该持续30年，但目前其寿命平均为12至15年。仅在美国，据估计，全髋关节置换术的修补手术费用每年超过10亿美元(Katz，J.N.(2007)The Orthopaedic Journal at Harvard Medical School 9：101-106)。

为了精确地将外科装置(例如髋臼窝插入器)与髋臼对准，外科医生已经知道使用髋臼周围的解剖学标记位置作为引导。然而，这些标记在手术过程中可能会模糊，这使得外科医生很难评估最佳方位。

另一种方案是将传感器与外科装置结合使用以感测外科装置的方位。然而，为了使外科装置相对于髋臼精确地定位，外科医生需要知道髋臼的方位。一种方法可以涉及使用髋臼边缘感测的方位来对准外科装置。然而，这种方案的问题在于，在操作期间需要花费时间来感测髋臼边缘的方位，并且尤其是对于较年长的患者(对于他们来说髋关节置换手术比较常见)较好的是在较短的时间内处于麻醉状态。此外，髋臼边缘的表面可能有自然变化，这可能引起误差。

另一种方案是感测骨盆整体的方位，并且使用该信息来确定外科装置的正确位置。然而，这种方案的困难在于，不同患者的骨盆的尺寸、形状和轮廓是不同的，因此可能难以准确地感测骨盆整体的方位。

本发明尤其涉及一种用于使传感器相对于患者解剖结构(例如骨盆)对准的装置，并且其可以至少部分地克服至少一个上文所述的缺点或者向消费者提供一个有用的或商业的选择。

发明内容

鉴于前面所述，本发明以一种形式、广泛地存在于用于将传感器相对于患者解剖结构的至少两个解剖参考点对准的装置中。