[发明专利]患者特定假体对准

说明书

本文中提供了用于在各种外科手术操作中提供仪器和/或假体对准的系统和方法。该系统和方法通常包括耦合到患者的骨骼或其它外科手术工具的一个或多个传感器，所述传感器可以检测它们在空间中的位置和取向并将该信息传送给处理器。处理器可利用该信息向外科医生或其它用户显示关于患者的骨骼、外科手术工具和假体的位置、角度和对准的数据。此外，一个或多个传感器可以使用患者特定对准引导件与患者的解剖结构对准，所述患者特定对准引导件在单个位置/取向上与患者的解剖结构的一部分对接。

相关申请

本申请在35 U.S.C.§119(e)下要求2016年5月11日提交的美国临时专利申请No.62/334,647的权益，并且其以其整体通过引用并入本文中。

技术领域

本公开一般涉及外科手术过程，以及更具体地涉及用于假体植入外科手术的系统和方法。

背景技术

成功的假体外科手术需要替换结构作为患者内的植入物的精确的术中放置和定位，使得重构关节的体内功能在生物力学上和生物学上被优化。对于外科医生来说，有必要确保替换结构部件正确植入并在原位恰当地工作，以便避免术中和术后并发症，以及以便确保植入的假体的持久活动和使用。

虽然可应用于任何假体植入物，但放置和定位是重要的一个示例是髋关节关节成形术。在这样的手术中，错位的髋关节假体将不能充分恢复关节的生物力学，将不能恰当地起作用，并且处于术中和术后并发症的增加的风险。这样的并发症可包括但不限于脱位、撞击综合征、骨折、植入物失败、无菌性松动和下沉。错位的假体植入物特别容易受脱位和早期松动的影响，这是因为假体在宿主的天生骨骼内将不能很好地被装配或支撑。

由外科医生在人体髋关节替换过程中经常面对的一个问题是如何实现恰当的髋臼假体植入物对准。整形外科医生之中通常同意的是，在宿主的髋关节的天生骨骼内，髋臼假体植入物的理想解剖位置（针对大多数患者）是45°（度）的倾角。然而，尽管这种通常的同意，但是外科医生常常基于给定患者的特定解剖结构选择不同的期望倾角角度。

第二个重要角度是向前弯曲的角度。基于除了其它因素之外的患者的解剖结构、生物力学和不同关节的灵活性，向前弯曲的最佳角度的范围可以广泛地变化。作为结果并且类似于如上所述的倾角，外科医生常常针对不同的患者选择不同的向前弯曲角度。较近期的技术强调重构髋关节的“组合前倾”，而不是假体杯的向前弯曲的绝对角度。组合前倾是杯的向前弯曲角度和装配到患者的股骨中的杆的前倾角度的总和。由于对于改变杆的前倾角度存在有限的空间，所以将杯的位置调整到杆的位置对于改进重构的髋关节的稳定性和减少撞击综合征是关键的。

这些特定角度的精确测量结果以及因此假体的恰当放置尚难以实现，主要是因为这些角度中的两个是相对于患者的骨盆的而在髋关节替换手术的过程期间患者被无菌外科手术布覆盖。还可能难以监测在用布覆盖患者以进行外科手术之后可能发生的患者的骨盆的位置的任何改变，包括例如在手术期间可能发生的任何位置改变。

解决这些问题的现有技术已经包括使用电子位置传感器，例如，一个耦合到患者的骨盆而另一个耦合到用于定位假体的仪器，以监测患者相对于仪器和与其耦合的假体的定位。然而，为了准确地确定上述关键角度，耦合到骨盆的电子位置传感器必须以已知的方式与患者的身体的解剖平面对准。为实现此目的，需要将电子位置传感器在附接到患者的骨盆之前取向的引导件。花费时间来恰当地使用引导件增加了与手术相关联的总体时间和成本，并且引入了在相对于患者恰当地取向引导件中外科医生错误的可能性。