[发明专利]用于测量与矫形关节成形术相关的性能参数的系统

说明书

一种用于测量与矫形关节相关联的性能参数的膝关节平衡系统包括力感测模块(130)和一个或多个惯性测量单元。力感测模块包括外壳，外壳包括具有内侧部分(330a)和外侧部分(330b)的关节表面(430a)，内侧部分(330a)和外侧部分(330b)中的每一个彼此大体上机械地分离。力感测模块还包括设置在外壳内的第一组传感器(640a)和第二组传感器(640b)。第一组传感器被机械地耦合到关节表面的内侧部分并且被配置来检测指示入射到关节表面的内侧部分上的第一力的信息。第二组传感器被机械地耦合到关节表面的外侧部分并且被配置来检测指示入射到关节表面的外侧部分上的第二力的信息。惯性测量单元被配置来检测指示膝关节的第一骨骼和第二骨骼中的至少一个的取向的信息。

分案说明

本申请是分案申请，其原案申请是申请号为201380076520.4、申请日 为2013年11月1日、发明名称为“用于测量与矫形关节成形术相关的性 能参数的系统和方法”的中国发明专利申请。

技术领域

本公开总体上涉及矫形手术，并且更具体地说，涉及用于测量与关节 置换手术相关联的性能参数的系统和方法。

背景技术

对于大多数外科手术而言，外科医生将术中进展和术后结果与术前计 划相比较从而确保达到手术目的是有利的。在一些外科手术中，特别是那 些涉及矫形关节成形术的手术，术前计划的相对小的偏差可转变成在患者 解剖结构的功能中的显著差异。例如，在关于膝或髋的关节置换手术中， 假体关节部件的定位的微小变化可导致患者姿势、步法和/或运动范围的巨 大差异。

在早年的关节置换手术中，重建关节的术中评估是非常主观的。所述 评估过程通常涉及外科医生手动地将腿部摆放成不同姿势并且通过改变腿 部的弯曲和伸展的角度来重复地铰接关节，同时基于“查看和感觉”来测 试关节的运动范围和相对稳定性。这种用于术中评估的过程是极为主观的， 并且所述重建的关节的性能极大的取决于外科医生的经验水平。或许毫不 令人奇怪的是，直到初次手术很久之后患者和医生都难以可靠地预测手术 的相对成功(以及是否需要后续校正/调整手术)。这种不确定性对预测和控 制与手术、恢复和复原相关联的成本具有负面影响。

随着矫形外科医生和研究人员越来越熟悉关节功能的运动学和/或动 力学，用于术中测量特定关节参数的技术提高了关节重建手术的可靠性和 可重复性。例如，在膝关节置换/重建手术中，外科医生一直在寻求确保重 建关节恰当地“平衡”。平衡差的膝关节可引起在股胫骨接触面处的不希望 有的踝关节分离、在弯曲和/或伸展期间的不稳定性和排列不齐和/或旋转不 良，从而可能导致软组织损伤、植入物的不当/过度磨损和患者的普遍不适。 膝关节平衡通常是指收集外科医生使用的术中过程以便确保重建的膝关节 恢复腿部的恰当对齐、重量的适当分布和在广泛的运动范围内的稳定性。

存在用于帮助矫形外科医生平衡膝关节的两种常规技术：间隙平衡和 测量切除。间隙平衡技术要求外科医生在侧副韧带同等张紧时将股骨部件 平行于胫骨的切除表面定位。间隙平衡技术的目标是针对由侧副韧带施加 的规定的均匀张力来维持股骨踝与胫骨关节表面之间的均匀“间隙”。

测量切除技术涉及基于解剖学标志来切除骨骼以便保持与膝关节相关 联的一个或多个解剖轴的位置。为了这样做，外科医生基于股骨和胫骨的 解剖学标志对骨骼进行精确切割。在关节重建期间，外科医生的目的在于 置换确切厚度的切除部分以便确保重建的解剖结构(特别是旋转的解剖轴) 与关节的原始解剖结构尽可能密切匹配。测量切除背后的理论为：因为置 换了被移除的所有事物，所以可恢复原始(和理想)的膝关节平衡。这种技 术的一个益处在于股骨和胫骨可彼此独立地切除，只要维持重建轴的位置。

不管使用的具体膝关节平衡技术，许多外科医生在手术期间依靠测量 装置来独立地分析/验证某些关节度量。关节度量的最有用的设置中的一个 包括指示在胫股骨接触面处存在的力的数据。例如，此类力的量值和内侧- 外侧分布可帮助外科医生确定恰当的韧带平衡和部件放置。