Хирургическая направляющая для ортопедии

Хирургическая направляющая для ортопедии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка притязает на приоритет патентной заявки США №13/330,091, поданной 19 декабря 2011 г., предварительной патентной заявки США №61/425,054, поданной 20 декабря 2010 г. и предварительной патентной заявки США №61/482,657, поданной 5 мая 2011 г., которые в полном объеме включены в настоящий документ путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Раскрытые система и способ в общем относятся к хирургическим направляющим. Более конкретно, раскрытые система и способ относятся к хирургическим направляющим для ортопедических операций на лодыжке.

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Протезы для полной замены суставов обычно включают специально разработанный шаблон или зажим, чтобы позволить хирургу сделать аккуратные и точные резекции кости в суставе и вокруг него при подготовке к установке протеза. Конечная цель любого протеза всего сустава заключается в том, чтобы приблизиться к функциональности и структуре естественных здоровых структур, которые заменяет протез. Если протез неправильно прикреплен к суставу, т.е., лодыжке или колену, отклонение от требуемого положения может привести к дискомфорту для пациента или ухудшению качества протеза.

[0004] При многих хирургических операциях используется интраоперационная рентгеноскопия для проверки выравнивания интрамедуллярных полостей, которые подготовлены для приема протеза, заменяющего сустав. Однако использование интраоперационной рентгеноскопии в операционной имеет несколько недостатков. Один такой недостаток заключается в том, что использование рентгеноскопии для проверки выравнивания интрамедуллярных полостей, сформировавшихся во время хирургической операции, увеличивает общую продолжительность хирургической операции, поскольку требуется время для получения и оценки рентгеновских изображений. Длительное время хирургической операции приводит к увеличению турникетного времени для пациента и, поэтому, может увеличивать время выздоровления.

[0005] Еще одним недостатком рентгеноскопии является воздействие на пациента и лиц, присутствующих в операционной, ионизированным излучением. Например, Управление США по контролю за пищевыми продуктами и медикаментами ("FDA") выпустило несколько статей и рекомендаций для здравоохранения, касающихся использования рентгеноскопии во время хирургических операций. Следовательно, даже если предпринимаются меры для защиты пациента и других лиц от ионизированного излучения, практически невозможно полностью устранить риск, связанный с ионизированным излучением.

РАСКРЫТИЕ

[0006] Раскрыта система для создания интрамедуллярного пути, которая включает тело, имеющее такой размер и форму, чтобы быть помещенным в резецированное костное пространство. Тело имеет первое отверстие, которое проходит через него и имеет такой размер и форму, чтобы через него мог пройти хирургический инструмент. Первая конструкция захвата кости проходит от тела в первом направлении и включает первую поверхность, которая является дополнительной к топографии поверхности первой кости. Когда первая поверхность конструкции захвата кости входит в зацепление с топографией поверхности первой кости, дополнительной к которой является эта первая поверхность, ось, определяемая первым отверстием по сущности лежит на одной прямой с механической осью первой кости.

[0007] Также раскрыта система для создания интрамедуллярного пути, которая включает держатель направляющей для сверла, имеющий тело такого размера и формы, чтобы расположить его в резецированном костном пространстве. Тело имеет первое отверстие, которое проходит через него. Первая конструкция захвата кости проходит от тела в первом направлении и включает первую поверхность, которая является дополнительной к топографии поверхности первой кости. Направляющая для сверления имеет такие размер и форму, чтобы располагаться в первом отверстии в теле держателя направляющей для сверла. Направляющая для сверла имеет второе отверстие такого размера и формы, чтобы через него проходил хирургический инструмент. Когда первая поверхность конструкции захвата кости входит в зацепление с топографией поверхности кости, дополнительной к которой является эта первая поверхность, ось, определяемая вторым отверстием, по существу лежит на одной прямой с механической осью первой кости.

[0008] Также раскрыт способ, который включает введение направляющей для сверла в отверстие держателя направляющей для сверла. Держатель направляющей для сверла включает первую конструкцию захвата кости, проходящую от тела держателя направляющей для сверла в первом направлении и имеющую первую поверхность, которая является дополнительной к топографии поверхности первой кости. Держатель направляющей для сверла и направляющую для сверла, расположенную в первом отверстии держателя направляющей для сверла, вводят в резецированное костное пространство так, чтобы первая поверхность конструкции захвата кости соответственно захватила первую кость. Хирургический инструмент проводят через второе отверстие, определенное направляющей для сверла, чтобы создать интрамедуллярный канал в первой кости, который по существу лежит на одной прямой с механической осью первой кости.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0009] Эти и другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут более полно раскрыты или сделаны очевидными в последующем подробном описании предпочтительного варианта осуществления изобретения, которое должно рассматриваться вместе с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковыми числами обозначены одинаковые детали и на которых:

[0010] ФИГ.1 показывает кости стопы и лодыжки человека;

[0011] ФИГ.2А и 2В - схематические изображения сканированного изображения голеностопного сустава человека;

[0012] ФИГ.3 - перспективный вид направляющих для резекции большеберцовой и таранной костей, расположенных на частях большеберцовой кости и таранной кости;

[0013] ФИГ.4 - перспективный вид с пространственным разделением держателя направляющей для резки большеберцовой кости и направляющей для резекции большеберцовой кости;

[0014] ФИГ.5 - перспективный вид направляющей для резки большеберцовой кости, расположенной в держателе направляющей для резки большеберцовой кости, расположенном на нижней части большеберцовой кости;

[0015] ФИГ.6 - вид спереди направляющей для резки большеберцовой кости, расположенной в держателе направляющей для резки большеберцовой кости, расположенном на нижней части большеберцовой кости;

[0016] ФИГ.7 - вертикальный вид сбоку направляющей для резки большеберцовой кости, расположенной в держателе направляющей для резки большеберцовой кости, расположенном на нижней части большеберцовой кости во время резекции таранной кости;

[0017] ФИГ.8 - схематическое изображение резецированной большеберцовой кости после применения направляющей для резки большеберцовой кости и держателя направляющей для резки большеберцовой кости;

[0018] ФИГ.9 - перспективный вид направляющей для резки таранной кости, расположенной в держателе направляющей для резки таранной кости;

[0019] ФИГ.10 - перспективный вид с пространственным разделением держателя направляющей для резки таранной кости и направляющей для резки таранной кости, показанных на ФИГ.9;

[0020] ФИГ.11 - перспективный вид направляющей для резки таранной кости, расположенной в держателе направляющей для резки таранной кости, расположенном на верхней части таранной кости;

[0021] ФИГ.12 - вид спереди направляющей для резки таранной кости, расположенной в держателе направляющей для резки таранной кости, расположенном на верхней части таранной кости;

[0022] ФИГ.13 - перспективный вид сбоку направляющей для резки таранной кости, расположенной в держателе направляющей для резки таранной кости, расположенном на верхней части таранной кости во время резекции таранной кости;

[0023] ФИГ.14 - схематическое изображение резецированной таранной кости после применения направляющей для резки таранной кости и держателя направляющей для резки таранной кости;

[0024] ФИГ.15 - схематическое изображение резецированного суставного пространства после применения направляющих и держателей направляющих для резки большеберцовой кости и таранной кости;

[0025] ФИГ.16 - перспективный вид одного примера известного держателя направляющей для сверления большеберцовой кости;

[0026] ФИГ.17 - вид спереди держателя направляющей для сверления большеберцовой кости, показанного на ФИГ.16;

[0027] ФИГ.18 - вертикальный вид сзади держателя направляющей для сверления большеберцовой кости, показанного на ФИГ.16;

[0028] ФИГ.19 - вертикальный вид снизу держателя направляющей для сверления большеберцовой кости, показанного на ФИГ.16;

[0029] ФИГ.20 - вертикальный вид сверху держателя направляющей для сверления большеберцовой кости, показанного на ФИГ.16;

[0030] ФИГ.21 - перспективный вид одного примера направляющей для сверления большеберцовой кости;

[0031] ФИГ.22 - вертикальный вид сбоку направляющей для сверления большеберцовой кости, показанной на ФИГ.21;

[0032] ФИГ.23 - вертикальный вид сверху направляющей для сверления большеберцовой кости, показанной на ФИГ.21;

[0033] ФИГ.24 - перспективный вид с пространственным разделением держателя направляющей для сверления большеберцовой кости и направляющей для сверления большеберцовой кости;

[0034] ФИГ.25А - вертикальный вид сбоку направляющей для сверления большеберцовой кости, расположенной в держателе направляющей для сверления большеберцовой кости, введенном в резецированное суставное пространство;

[0035] ФИГ.25В - перспективный вид комплекта держателя направляющей для сверления большеберцовой кости и направляющей для сверления большеберцовой кости, расположенного в резецированном суставное пространство;

[0036] ФИГ.25С - перспективный вид комплекта держателя направляющей для сверления большеберцовой кости и направляющая для сверления большеберцовой кости, расположенного и закрепленного в резецированном суставном пространстве;

[0037] ФИГ.26 - перспективный вид одного примера инструмента для выравнивания;

[0038] ФИГ.27 - перспективный вид с пространственным разделением инструмента для выравнивания, показанного на ФИГ.26;

[0039] ФИГ.28А и 28В иллюстрируют относительное разрешенное перемещение между каждым из компонентов инструмента для выравнивания, показанного на ФИГ.26;

[0040] ФИГ.29 - перспективный вид одного примера установочного стержня для соединения комплекта держателя направляющей для сверления большеберцовой кости и направляющей для сверления большеберцовой кости с инструментом для выравнивания;

[0041] ФИГ.30 - перспективный вид установочного стержня, соединенного с комплектом держателя направляющей для сверления большеберцовой кости и направляющая для сверления большеберцовой кости и с инструментом для выравнивания;

[0042] ФИГ.31 - верхняя изометрическая проекция еще одного примера комплекта инструмента для выравнивания/держателя стопы для использования с держателем направляющей для сверления большеберцовой кости и направляющей для сверления большеберцовой кости;

[0043] ФИГ.32 - нижняя изометрическая проекция комплекта инструмента для выравнивания/держателя стопы, показанного на ФИГ.31;

[0044] ФИГ.33 - вид спереди комплекта инструмента для выравнивания/держателя стопы, показанного на ФИГ.31;

[0045] ФИГ.34 - вертикальный вид сбоку комплекта инструмента для выравнивания/держателя стопы, показанного на ФИГ.31;

[0046] ФИГ.35 - верхняя изометрическая проекция еще одного примера комплекта инструмента для выравнивания/держателя стопы для использования с держателем направляющей для сверления большеберцовой кости и направляющей для сверления большеберцовой кости;

[0047] ФИГ.36 - вертикальный вид сверху комплекта инструмента для выравнивания/держателя стопы, показанного на ФИГ.35;

[0048] ФИГ.37 - вид спереди комплекта инструмента для выравнивания/держателя стопы, показанного на ФИГ.35;

[0049] ФИГ.38 - вертикальный вид сбоку комплекта инструмента для выравнивания/держателя стопы, показанного на ФИГ.35;

[0050] ФИГ.39 - перспективный вид еще одного примера держателя направляющей для резки большеберцовой кости;

[0051] ФИГ.40 - вертикальный вид спереди держателя направляющей для резки большеберцовой кости, показанного на ФИГ.39;

[0052] ФИГ.41 - вертикальный вид сбоку держателя направляющей для резки большеберцовой кости, показанного на ФИГ.39;

[0053] ФИГ.42 - вид сверху сбоку держателя направляющей для резки большеберцовой кости, показанного на ФИГ.39;

[0054] ФИГ.43 - вид снизу сбоку держателя направляющей для резки большеберцовой кости, показанного на ФИГ.39;

[0055] ФИГ.44 - перспективный вид втулки направляющей для сверления большеберцовой кости для использования с держателем направляющей для сверления большеберцовой кости, показанным на ФИГ.39;

[0056] ФИГ.45 - вид спереди с торца втулки направляющей для сверления большеберцовой кости, показанной на ФИГ.44;

[0057] ФИГ.46 - боковой вид снизу в плане втулки направляющей для сверления большеберцовой кости, показанной на ФИГ.44;

[0058] ФИГ.47 - вид сбоку втулки направляющей для сверления большеберцовой кости, показанной на ФИГ.44;

[0059] ФИГ.48 - перспективный вид с пространственным разделением установочной пластины и установочных штифтов, предназначенных для использования с держателем направляющей для сверления большеберцовой кости, показанным на ФИГ.39;

[0060] ФИГ.49 - частично покомпонентный перспективный вид установочной пластины и установочных штифтов, предназначенных для использования с держателем направляющей для сверления большеберцовой кости, показанным на ФИГ.39;

[0061] ФИГ.50 - частично покомпонентный перспективный вид установочной пластины, установочных штифтов и держателя направляющей для сверления большеберцовой кости, конфигурированных для приема втулки направляющей для сверления большеберцовой кости в соответствии с ФИГ.44;

[0062] ФИГ.51 - перспективный вид держателя направляющей для сверления большеберцовой кости, втулки направляющей для сверления большеберцовой кости, установочных штифтов и установочной пластины, собранных вместе;

[0063] ФИГ.52 - вид сбоку комплекта, показанного на ФИГ.51;

[0064] ФИГ.53 - вид сверху сбоку в плане комплекта, показанного на ФИГ.51;

[0065] ФИГ.54 - вид снизу сбоку в плане комплекта, показанного на ФИГ.51,

[0066] ФИГ.55 - перспективный вид комплекта держателя стопы для использования с комплектом, показанным на ФИГ.51;

[0067] ФИГ.56 - перспективный вид поворотного устройства, используемого для крепления комплекта, показанного на ФИГ.51, к комплекту держателя стопы;

[0068] ФИГ.57 - вид сверху сбоку в плане комплекта держателя стопы, показанного на ФИГ.55;

[0069] ФИГ.58 - вид сбоку комплекта держателя стопы, показанного на ФИГ.55;

[0070] ФИГ.59 - противоположный вид сбоку комплекта держателя стопы, показанного на ФИГ.55;

[0071] ФИГ.60 - вид сзади с торца комплекта держателя стопы, показанного на ФИГ.55;

[0072] ФИГ.61 - вид спереди с торца комплекта держателя стопы, показанного на ФИГ.55;

[0073] ФИГ.62 - перспективный вид сверла, проходящего через комплект держателя стопы и направляющую для сверления большеберцовой кости.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0074] Настоящее описание предпочтительных вариантов осуществления предназначено для рассмотрения вместе с прилагаемыми чертежами, которые должны считаться частью всего письменного описания настоящего изобретения. Фигуры чертежей выполнены не обязательно по масштабу, и некоторые признаки изобретения могут быть показаны увеличенными или в чем-то схематическими ради ясности и точности. В настоящем описании относительные термины, такие как "горизонтальный", "вертикальный", "вверх", "вниз", "верхний" и "нижний", а также их производные (например, "горизонтально", "направленный вниз", "направленный вверх" и т.д.) должны пониматься как ссылающиеся на ориентацию, которая там описана или которая показана на упоминаемой фигуре чертежа. Эти относительные термины предназначены для удобства описания и обычно не предназначены для конкретной ориентации. Термины, включающие "в направлении внутрь" против "в направлении наружу," "продольный" против "поперечный" и т.д. должны истолковываться относительно друг друга или относительно оси удлинения или оси или центра вращения, в зависимости от случая. Термины, касающиеся креплений, соединений и т.д., такие как "соединенный" и "взаимно соединенные", относятся к отношению, в котором конструкции скреплены или прикреплены друг к другу прямо или косвенно посредством промежуточных конструкций, а также подвижных или жестких креплений или отношений, если конкретно не указано иное. Если показан только одна аппарат, термин "аппарат" также должен восприниматься как включающий любой набор аппаратов, которые по отдельности или вместе исполняют набор (или несколько наборов) команд для выполнения любой одной или нескольких из описанных здесь методик. Термин "оперативно соединяемый" является таким креплением, связью или соединением, которое позволяет соответствующим конструкциям работать так, как определено в силу такого отношения. В пунктах формулы изобретения положения средство плюс функция, если таковые использованы, предназначены для охвата конструкций, описываемых, предлагаемых или сделанных очевидными в письменном описании или на чертежах для выполнения указанной функции, включая не только конструктивные эквиваленты, но и эквивалентные конструкции.

[0075] В раскрытых системах и способах предпочтительно используются специально изготовленные хирургические инструменты, направляющие и/или зажимы, которые основаны на анатомии пациента, чтобы уменьшить использование рентгеноскопии во время хирургической операции. В некоторых случаях использование рентгеноскопии во время хирургической операции может быть полностью устранено. Специальные инструменты, направляющие и/или зажимы создаются путем создания изображений анатомии пациента с помощью сканера компьютерной томографии ("КТ"), аппарата для создания изображений методом магнитно-резонансной томографии ("МРТ") или другим подобным медицинским способом получения изображений перед хирургией и использования таких изображений для создания специфических для пациента инструментов, направляющих и/или зажимов.

[0076] Хотя последующее описание специальных, специфических для пациента инструментов приведено по отношению к стопе 10 и лодыжке 12 (ФИГ.1), специалист в данной области поймет, что эти системы и способы могут быть использованы для других суставов, включая, но без ограничения, коленный, бедренный, плечевой и т.д. Как показано на ФИГ.1, типичная стопа человека 10 включает голеностопный сустав 12 между таранной костью 14, которая расположена на пяточной кости 20, и большеберцовой костью 16 и малоберцовой костью 18.

[0077] Сканированное КТ или МРТ изображение или серия изображений может быть получено на лодыжке пациента 12 (или другом суставе) и затем преобразовано, например, из формата изображений DICOM в объемную компьютерную модель лодыжки, включающую пяточную кость, таранную кость, большеберцовую кость, ладьевидную кость и малоберцовую кость, чтобы определить выравнивание, тип и размеры импланта, используя специальные способы моделирования, которые часто заложены в программное обеспечение компьютера. Создаваемые на компьютере объемные модели, которые выведены по данным изображений КТ или МРТ, часто будут включать точную информацию по контурам поверхности, окружающим структуры на изображениях, например, топографию поверхности костей или контур фасции на изображениях. При этом понимается, что под топографией поверхности понимается место, форма, размер и распределение таких особенностей поверхности, как впадины и выступы и т.д.

[0078] Способы, раскрытые в патенте США №5,768,134, выданном Суэленсу и др. (Swaelens et al.), который включен в настоящий документ в полном объеме путем ссылки, как установлено, дают адекватные преобразования данных изображений КТ или МРТ в объемные компьютерные модели. В некоторых вариантах осуществления изображения стопы 10, т.е., пяточной кости 20, таранной кости 14, большеберцовой кости 16 и малоберцовой кости 18 пациента получены с использованием аппарата КТ или МРТ или другого устройства для получения и обработки цифровых изображений, как поймет специалист в данной области. Данные изображений обрабатывают в устройстве обработки, после чего модель 50 создают, используя обработанные данные оцифрованных изображений, как показано на ФИГ.2А и 2В.

[0079] Выполняют интерактивную обработку и подготовку данных оцифрованных изображений, что включает манипулирование и введение дополнительной внешней цифровой информации, такой как заданные опорные точки 52 для позиционирования и выравнивания компонентов, так что корректировки в месте проведения хирургической операции 54, которое потребует резекции во время операции, могут быть запланированы и нанесены на компьютерную модель 50 (ФИГ.2А и 2В). После интерактивной обработки данных оцифрованных изображений можно вернуться к исходным данным САПР, чтобы получить цифровое изображение специфических для пациента хирургических инструментов, протезов, направляющих или зажимов с более высоким разрешением, чтобы добавить это цифровое изображение к модели по данным изображения пациента.

[0080] На ФИГ.3 показана пара специальных направляющих для резки для хирургии по замене лодыжки, включающих держатель 100 направляющей для резекции большеберцовой кости и держатель 102 направляющей для резекции таранной кости, которые выполнены и установлены на нижнюю большеберцовую кость 16а и верхнюю таранную кость 14а пациента. Специальный держатель направляющей для сверления большеберцовой кости 200 (ФИГ.16-20) также выполнен в форме для приема в пространство лодыжки, созданное с использованием специальных держателей 100, 102 направляющих для резекции большеберцовой кости и таранной кости. Хотя описаны специальные направляющие для резки при подготовке таранной кости, большеберцовой кости и бедренной кости пациента, специалист в данной области поймет, что могут быть реализованы другие направляющие для резки и что могут быть созданы специальные направляющие для других суставов, включая, но без ограничения, коленный, бедренный, плечевой или другой сустав.

[0081] Держатель 100 направляющей для резекции большеберцовой кости, показанный на ФИГ.3, выполнен из упругого полимерного материала такого типа, который подходит для использования вместе с оборудованием для стереолитографии, селективного лазерного спекания или подобным производственным оборудованием. Держатель 100 направляющей для резекции включает единое тело, включающее крестообразный кронштейн 104 для большеберцовой кости, выступающий вверх от основания 106, которое кроме того имеет выемку 108 для приема направляющей, как лучше всего видно на ФИГ.4. Крестообразный кронштейн 104 включает пару разнесенных рычагов 110, 112, которые выступают наружу от центральной стойки 114. Каждый из рычагов 110, 112 и центральная стойка 114 имеют конформную кости захватную поверхность 116, которая является дополнительной к контурам соответствующей части нижней большеберцовой кости 16а, как показано на ФИГ.7. Посредством ранее описанных операций получения изображений конформные кости захватные поверхности 116 рычагов 110, 112 и центральной стойки 114 конфигурируют для дополнительного согласования с анатомическими особенностями поверхности выбранного участка естественной кости пациента. Для держателя 100 направляющей для резекции большеберцовой кости выбранный участок кости включает нижние поверхности большеберцовой кости 16а пациента.

[0082] Как лучше всего видно на ФИГ.3-5, управляющий блок 118 выступает наружу от центральной стойки 114 рядом с пересечением рычагов 110, 112. Опорный блок 120 (ФИГ.4) расположен на основании 106 в разнесенном отношении с управляющим блоком 118. Выемка 108 для приема направляющей определена парой лепестков 122, 124, которые отходят наружу от каждой стороны центральной стойки 114 в противоположных направлениях на основании 106, и опорный блок 120 расположен между ними. Каждый лепесток 122, 124 включает соответственный пилон 126, выступающий наружу от основания 106, чтобы обеспечить поперечную опору для направляющей 132 для резекции большеберцовой кости (ФИГ.4 и 5). Удлиненный паз 128 выполнен поперечно в центральной части основания 106 ниже управляющего блока 118, но выше опорного блока 120. Каждый лепесток 122, 124 также имеет соответственный паз 130, который ориентирован под некоторым углом относительно центральной стойки 114. В некоторых вариантах осуществления пазы 130 расположены не под прямым углом относительно центральной стойки 114, хотя специалист в данной области поймет, что пазы 130 могут быть расположены под прямыми углами относительно направления, в котором проходит центральная стойка 114. Пазы 128 и 130 имеют такие размеры и форму, чтобы позволить типичной хирургической пиле 60 (ФИГ.7) типа, часто используемого для резекции кости, проходить из соответственно расположенного и имеющего соответствующий размер паза в направляющей для резекции 132 без контакта или только с несущественным контактом с держателем 100 направляющей для резекции.

[0083] Опять со ссылкой на ФИГ.4, направляющая 132 для резекции большеберцовой кости включает пару рычагов 134, которые выступают вниз и наружу, расходясь под некоторым углом, от концов перемычки 136. Форма направляющей 132 для резекции большеберцовой кости соответствует форме выемки 108 для приема направляющей 132, которая определена обращенными внутрь поверхностями управляющего блока 118, опорного блока 120 и пилонов 126. Перемычка 136 имеет удлиненный паз 138, который выровнен с пазом 128, когда направляющая для резекции большеберцовой кости соединена с держателем 100 направляющей для резекции и опирается на него. Каждый из рычагов 134 имеет соответственный паз 140, который выровнен с соответственным пазом 130.

[0084] Обращенные внутрь поверхности 142 управляющего блока 118, опорного блока 120 и пилонов 126, которые совместно определяют выемку 108 для приема направляющей, имеют форму, которая соответствует наружному профилю направляющей 132 для резекции большеберцовой кости. Выемка 108 для приема направляющей имеет такой размер, чтобы принимать направляющую 132 для резекции большеберцовой кости 132 с "посадкой с натягом". Под посадкой с натягом понимается, что обращенные внутрь поверхности 142 управляющего блока 118, опорного блока 120 и пилонов 126 достаточно упругие или упруго сжимаются, чтобы сохранить энергию упругости, когда направляющую 132 для резекции большеберцовой кости 132 вводят в выемку 108 для приема направляющей. Конечно, также необходимо понимать, что направляющая 132 для резекции большеберцовой кости будет иметь наружную периферическую форму, которая соответствует форме окружности выемки 108 для приема направляющей, но немного большую по размеру для вариантов осуществления с посадкой с натягом. Кроме того, направляющая 132 для резекции большеберцовой кости может удерживаться в выемке 108 для приема направляющей посредством только сцепления за счет сил трения с обращенными внутрь поверхностями управляющего блока 118, опорного блока 120 и пилонов 126. В некоторых вариантах осуществления направляющая 132 для резекции большеберцовой кости может просто скользяще входить в выемку 108 для приема направляющей без оперативного контакта или только несущественного сцепления с обращенными внутрь поверхностями управляющего блока 118, опорного блока 120 и пилонов 126.

[0085] Теперь со ссылкой на ФИГ.9 и 10, держатель 102 направляющей для резекции таранной кости выполнен из упругого полимерного материала типа, который подходит для использования вместе с оборудованием для стереолитографии, селективного лазерного спекания или другим подобным производственным оборудованием. Например, материал быстрого прототипа из полиамидного порошка подходит для использования с оборудованием для селективного лазерного спекания. Держатель 102 направляющей для резекции таранной кости также включает конформную поверхность 144 для сцепления с костью, которая соответствует контурам соответствующей части верхней таранной кости 14а пациента (ФИГ.11 и 13). Посредством вышеописанных операций получения изображений конформная поверхность 144 для сцепления с костью держателя 102 направляющей для резекции таранной кости выполнена так, чтобы соответствовать анатомическим особенностям поверхности выбранного участка естественной кости пациента. Для держатель 102 направляющей для резекции таранной кости выбранный участок кости включает наружные, верхние поверхности таранной кости пациента.

[0086] Держатель 102 направляющей для резекции таранной кости включает единый блок, который имеет центральную выемку 146 для приема направляющей 146 и пару сквозных отверстий 148 (ФИГ.10). Выемка 146 для приема направляющей определена обращенными внутрь поверхностями 150 пары лепестков 152, 154, которые выступают наружу в противоположных направлениях от основания 156. Каждый лепесток 152,154 включает пилон 158, выступающий вверх, для поддержки корпуса 160 направляющей, так что удлиненный паз 162 определен в основании 156 ниже корпуса 160 направляющей (ФИГ.10 и 11). Паз 162 имеет такие размеры и форму, чтобы позволить типичной хирургической пиле 60 типа, часто используемого для резекции кости, проходить от соответственно расположенного и имеющего соответствующие размеры паза 164 в направляющей 166 для резекции таранной кости без контакта или только с несущественным контактом с держателем 102 направляющей для резекции таранной кости (ФИГ.11 и 13). Кольцевая стенка 168, имеющая форму, которая соответствует наружному профилю направляющей 166 для резекции таранной кости, выступает наружу по существу в перпендикулярном отношении к задней стенке и также определяет выемку 146 для приема направляющей.

[0087] Опять со ссылкой на ФИГ.9 и 10, направляющая 166 для резекции таранной кости включает пару противостоящих параллельных пластин 170, 172, которые определяют удлиненный паз 164 между ними и соединены друг с другом на их концах лепестками 174. Таким образом, форма направляющей 166 для резекции таранной кости соответствует форме выемки 146 для приема направляющей, которая определена обращенными внутрь поверхностями 150 лепестков 152, 154, основания 156 и пилонов 158. Выемка 146 для приема направляющей имеет такие размеры, чтобы принимать направляющую 166 для резекции таранной кости с посадкой с натягом. Конечно, необходимо понимать, что направляющая 166 для резекции таранной кости будет иметь наружную периферическую форму, которая соответствует форме окружности выемки 146 для приема направляющей, но немного больше по размеру для вариантов осуществления с посадкой с натягом. Кроме того, направляющая 166 для резекции таранной кости может удерживаться в выемке 146 для приема направляющей путем только сцепления за счет сил трения с обращенными внутрь поверхностями 150 лепестков 152, 154, основания 156 и пилонов 158. В некоторых вариантах осуществления направляющая 166 для резекции таранной кости может просто скользяще входить в выемку 146 для приема направляющей без оперативного контакта или только несущественного сцепления с обращенными внутрь поверхностями 150 лепестков 152, 154, основания 156 и пилонов 158.

[0088] Держатель 200 направляющей для сверления большеберцовой кости, показанный на ФИГ.16-20, также может быть изготовлен из упругого полимерного материала типа, который подходит для использования с оборудованием для стереолитографии, селективного лазерного спекания или другого подобного производственного оборудования, например, материал для быстрого прототипа из полиамидного порошка подходит для использования с селективным лазерным спеканием. Как показано на ФИГ.16-20, держатель 200 направляющей для сверления большеберцовой кости включает в некоторой степени прямоугольное тело 204, имеющее отверстие 206, которое проходит от верхней поверхности 208 тела 204 до нижней поверхности 210 тела 204. Верхняя поверхность 208 тела 204 может включать пару фасок 212, которые имеют такие размеры и форму, чтобы сопрягаться с резецированными поверхностями нижней большеберцовой кости 16а (ФИГ.8). Другими словами, верхняя поверхность 208 тела 204, включающая фаски 212, соответствует геометрии и местам расположения пазов 138 и 140 направляющей 132 для резекции большеберцовой кости.

[0089] Передняя сторона 214 тела 204 имеет одно или несколько глухих отверстий 216. Как показано в варианте осуществления на ФИГ.17, тело 204 может иметь три глухих отверстия 216-1, 216-2 и 216-3. В некоторых вариантах осуществления глухие отверстия 216-1 и 216-2 могут быть развернутыми отверстиями, которые имеют такие размеры и форму, чтобы принимать установочный штифт, и глухое отверстие 216-3 также может быть развернутым отверстием для приема установочного штифта или глухое отверстие 216-3 может быть снабжено резьбой для вворачивания винта, как сказано ниже.

[0090] Отверстие 206 может иметь круглую площадь поперечного сечения и включать буртик 218, имеющий меньший диаметр по сравнению с отверстием 206 и включающий препятствующий повороту элемент 220, который лучше всего виден на ФИГ.20. Препятствующий повороту элемент 220 буртика 218 может включать одну или несколько плоских поверхностей или других геометрических форм, чтобы предотвращать поворот направляющей для сверления большеберцовой кости 202 по отношению к держателю 200 направляющей для сверления большеберцовой кости, когда направляющая 202 для сверления большеберцовой кости расположена в отверстии 206.

[0091] От тела 204 держателя 200 направляющей для сверления большеберцовой кости отходят конструкция 222 захвата большеберцовой кости и конструкция 224 захвата таранной кости. Наружная поверхность 226 конструкции 222 захвата большеберцовой кости может иметь прямоугольную форму, которая по существу плоская, и внутренняя и по существу конформная захватная поверхность 228 конструкции 222 захвата большеберцовой кости может быть несколько выпуклой для захвата большеберцовой кости 16 пациента. Конструкция 222 захвата большеберцовой кости может иметь одно или несколько отверстий 230 для приема k-проволоки или штифта, как сказано ниже.

[0092] Конструкция 224 захвата таранной кости также может включать по существу плоскую и прямоугольную наружную поверхность 232. Нижняя часть 234 конструкции 224 захвата таранной кости может быть конформной поверхностью, имеющей геометрию, которая соответствует геометрии таранной кости 14 (ФИГ.14). Конструкция 224 захвата таранной кости также может иметь одно или несколько отверстий 236, имеющих такой размер и форму, чтобы принять k-проволоку, как сказано ниже.

[0093] Направляющая 202 для сверления большеберцовой кости, показанная на ФИГ.21-23, предпочтительно изготовлена из материала, имеющего повышенную прочность по сравнению с держателем 200 направляющей для сверления большеберцовой кости, чтобы позволить направляющей 202 для сверления направлять сверло без повреждения. Примеры материалов включают, но без ограничения, металлы, керамику и т.п. Направляющая 202 для сверления имеет цилиндрическую первую часть 238, которая имеет такие размеры и форму, чтобы входить в часть отверстия 206, которое проходит через буртик или область уменьшенного диаметра 218. Вторая часть 240 направляющей 202 для сверления имеет больший диаметр в поперечном сечении чем первая часть 238 и имеет такой размер или форму, чтобы входить в отверстие 206 держателя 200 направляющей для сверления большеберцовой кости. Плоская поверхность 242, которая лучше всего видна на ФИГ.21 и 23, выполнена вдоль наружной поверхности 244 первой части 238 направляющей 202 для сверления. Внутренняя поверхность 248 второй части 240 направляющей 202 для сверления большеберцовой кости имеет коническую форму, которая пересекает и сообщается с отверстием 246, так что сверло или развертка может пройти через направляющую 202 для сверления.

[0094] Как и с моделями 50 по цифровым изображениям, раскрытыми выше, и с учетом обобщенной цифровой модели держателя 100 направляющей для резекции большеберцовой кости, добавленной к данным изображений нижней большеберцовой кости, анатомические особенности поверхности нижней большеберцовой кости пациента, например, топография поверхности, могут быть дополнительно нанесены на каждую из конформных поверхностей 116 захвата кости рычагов 110, 112 и центральной стойки 114,