CN103379868A - 整形外科手术引导件 - Google Patents

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Abstract

一种用于建立髓内路径的系统，其包括被定尺寸并且构造为容纳在切除的骨空间内的本体(200)。本体限定延伸通过本体的第一穿孔(206)并且被定尺寸并且构造为容纳通过其中的外科手术工具。第一骨接合结构(222)沿着第一方向从本体延伸出并且包括与第一骨(16)的表面形貌互补的第一表面(228)。当骨接合结构的第一表面与同第一表面互补的第一骨的表面形貌接合时，由第一穿孔限定的轴与第一骨的机械轴基本上共线。

Description

整形外科手术引导件
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年12月19日提交到的美国专利申请No.13/330,091、2010年12月20日提交的美国临时专利申请No.61/425,054、以及2011年5月5日提交的美国临时专利申请No.61/482,657的优先权，所述申请的全部内容通过引用的方式包含于此。
技术领域
公开的系统和方法通常涉及外科手术引导件。更具体地说，公开的系统和方法涉及用于包括踝部的整形外科手术的外科手术引导件。
背景技术
全关节替换假体通常包括特别设计的夹具或固定件以使外科医生能够在准备接受假体的关节中和周围进行准确与精确的骨切除。关于任何全关节假体的最终目标都是接近将替换的假体的自然健康结构的功能与结构。如果假体未适当地附接到关节，即踝部或膝盖，未对直可能导致患者不舒适、步态问题、或者假体的变差。
许多外科手术过程都利用手术中荧光检查法的使用来检查准备接收关节替换假体的髓内腔的对直。然而，在手术室中使用手术中荧光检查法具有几个缺点。此缺点中的一个是，为检查在外科手术过程中形成的髓内腔的对直而利用荧光检查法，由于获取与评估荧光检查法图像需要耗费时间，因此增加了外科手术过程的整体长度。长的外科手术时间导致患者的止血带使用时间增加并且因此可能增加恢复时间。
荧光检查法的另一个缺点是使手术室中的患者或其他人暴露到电离辐射。例如，美国食品与药品管理局(“FDA”)已经发行了关于在外科手术过程中使用荧光检查法的几篇文章与公共健康咨询。因此，即使已经采取措施保护患者与其它人免受电离辐射，但是实际上不能够消除与电离辐射相关的所有危险。
发明内容
公开了一种用于建立髓内路径的系统，其包括被定尺寸并且构造为容纳在切除的骨空间内的本体。本体限定了第一穿孔，所述第一穿孔延伸通过本体并且被定尺寸且构造为容纳通过其中的外科手术工具。第一骨接合结构沿着第一方向从本体延伸出并且包括与第一骨的表面形貌互补的第一表面。当骨接合结构的第一表面与同第一表面互补的第一骨的表面形貌接合时，由第一穿孔限定的轴与第一骨的机械轴基本上共线。
此外公开了一种用于建立髓内路径的系统，其包括具有被定尺寸且构造为容纳在切除的骨空间内的本体的钻孔引导件座架(guide mount)。本体限定延伸通过本体的第一穿孔。第一骨接合结构沿着第一方向从本体延伸出并且包括与第一骨的表面形貌互补的第一表面。钻孔引导件被定尺寸且构造为容纳在由钻孔引导件座架的本体限定的第一穿孔内。钻孔引导件限定第二穿孔，所述第二穿孔被定尺寸且构造为容纳通过其中的外科手术工具。当骨接合结构的第一表面与同第一表面互补的骨的表面形貌接合时，由第二穿孔限定的轴与第一骨的机械轴基本上共线。
还公开了一种方法，包括将钻孔引导件插入由钻孔引导件座架限定的穿孔中。钻孔引导件座架包括沿着第一方向从钻孔引导件座架的本体延伸出的第一骨接合结构并且具有与第一骨的表面形貌互补的第一表面。将钻孔引导件座架与布置在钻孔引导件座架的第一穿孔内的钻孔引导件插入到切除的骨空间中，使得骨接合结构的第一表面相应地与第一骨接合。外科手术工具延伸通过由钻孔引导件限定的第二穿孔，以在第一骨内建立与第一骨的机械轴基本上共线的髓内通道。
附图说明
通过下面对连同附图一起考虑的本发明的优选实施方式的详细描述，将会使本发明的这些与其它特征和优点更完全地公开或变得明显，其中相同的附图标记表示相同的部件并且此外其中：
图1示出了人的足部与踝部的骨；
图2A与图2B是人的足部与踝部关节的扫描图像的示意图；
图3是定位在胫骨与距骨的一部分上的胫骨与距骨切除引导件的立体图；
图4是胫骨切割引导件座架与胫骨切除引导件的分解立体图；
图5是布置在定位于胫骨的下部上的胫骨切割引导件座架内的胫骨切割引导件的立体图；
图6是布置在定位于胫骨的下部上的胫骨切割引导件座架内的胫骨切割引导件的前视图；
图7是在胫骨的切除过程中布置在定位于胫骨的下部上的胫骨切割引导件座架内的胫骨切割引导件的侧视图；
图8是在应用与使用胫骨切割引导件与胫骨切割引导件座架以后切除的胫骨的示意图；
图9是布置在距骨切割引导件座架内的距骨切割引导件的立体图；
图10是图9中示出的距骨切割引导件座架与距骨切割引导件的分解立体图；
图11是布置在定位于距骨的上部上的距骨切割引导件座架内的距骨切割引导件的立体图；
图12是布置在定位于距骨的上部上的距骨切割引导件座架内的距骨切割引导件的前视图；
图13是在距骨的切除过程中布置在定位于距骨的上部上的距骨切割引导件座架内的距骨切割引导件的侧视立体图；
图14是在应用与使用距骨切割引导件与距骨切割引导件座架以后切除的距骨的示意图；
图15是在应用与使用距骨与胫骨切割引导件座架与切割引导件以后切除的关节空间的示意图；
图16是定制的胫骨钻孔引导件座架的一个实例的立体图；
图17是图16中示出的胫骨钻孔引导件座架的前视图；
图18是图16中示出的胫骨钻孔引导件座架的后视图；
图19是图16中示出的胫骨钻孔引导件座架的仰视图；
图20是图16中示出的胫骨钻孔引导件座架的俯视图；
图21是胫骨钻孔引导件的一个实例的立体图；
图22是图21中示出的胫骨钻孔引导件的侧视图；
图23是图21中示出的胫骨钻孔引导件的俯视图；
图24是胫骨钻孔引导件座架与胫骨钻孔引导件的分解立体图；
图25A是布置在插入到切除的关节空间中的胫骨钻孔引导件座架内部的胫骨钻孔引导件的侧视图；
图25B是布置在切除的关节空间内的胫骨钻孔引导件座架与胫骨钻孔引导件的组件的立体图；
图25C是布置且固定在切除的关节空间内的胫骨钻孔引导件座架与胫骨钻孔引导件的装配的立体图；
图26是对直工具的一个实例的立体图；
图27是图26中示出的对直工具的分解立体图；
图28A和图28B示出了图26中示出的对直工具的部件中的每个之间所允许的相对移动；
图29是用于将胫骨钻孔引导件座架与胫骨钻孔引导件的组件接合到对直工具的适配器杠的一个实例的立体图；
图30是接合到胫骨钻孔引导件座架与胫骨钻孔引导件的组件并且接合到对直工具的适配器杠的立体图；
图31是结合胫骨钻孔引导件座架与胫骨钻孔引导件使用的对直工具/足部保持组件的另一个实例的等轴测俯视图；
图32是图31中示出的对直工具/足部保持组件的等等轴测仰视图；
图33是图31中示出的对直工具/足部保持组件的前视图；
图34是图31中示出的对直工具/足部保持组件的侧视图；
图35是结合胫骨钻孔引导件座架与胫骨钻孔引导件使用的对直工具/足部保持组件的另一个实例的等等轴测俯视图；
图36是图35中示出的对直工具/足部保持组件的俯视图；
图37是图35中示出的对直工具/足部保持组件的前视图；
图38是图35中示出的对直工具/足部保持组件的侧视图；
图39是胫骨切割引导件座架的另一个实例的立体图；
图40是图39中示出的胫骨切割引导件座架的正视图；
图41是图39中示出的胫骨切割引导件座架的侧视图；
图42是图39中示出的胫骨切割引导件座架的俯视图；
图43是图39中示出的胫骨切割引导件座架的仰视图；
图44是用于与图39中示出的胫骨钻孔引导件座架结合使用的胫骨钻孔引导件卡座(cartridge)的立体图；
图45是图44中示出的胫骨钻孔引导件卡座的前端视图；
图46是图44中示出的胫骨钻孔引导件卡座的底侧平面图；
图47是图44中示出的胫骨钻孔引导件卡座的侧视图；
图48是构造为与图39中示出的胫骨钻孔引导件座架结合使用的安装板与定位销的分解立体图；
图49是构造为与图39中示出的胫骨钻孔引导件座架结合使用的安装板与定位销的局部分解立体图；
图50是构造为接收根据图44的胫骨钻孔引导件卡座的安装板、定位销和胫骨钻孔引导件座架的局部分解立体图；
图51是胫骨钻孔引导件座架、胫骨引导件卡座、定位销、以及安装板装配在一起的立体图；
图52是图51中示出的组件的侧视图；
图53是图51中示出的组件的顶侧平面图；
图54是图51中示出的组件的底侧平面图；
图55是用于与图51中示出的组件结合使用的足部保持组件的立体图；
图56是用于将图51中示出的组件固定到足部保持组件的枢转装置的立体图；
图57是图55中示出的足部保持组件的顶侧平面图；
图58是图55中示出的足部保持组件的侧视图；
图59是图55中示出的足部保持组件的相反面侧视图；
图60是图55中示出的足部保持组件的后端视图；
图61是图51中示出的足部保持组件的前端视图；
图62是延伸通过足部保持组件和胫骨钻孔引导件的钻的立体图。
具体实施方式
旨在结合被认为是整个说明书的一部分的附图来理解对优选实施方式的描述。附图无需按比例绘制并且出于清楚与简洁的目的一些特征可能以夸大比例或者略微示意形式示出。在说明书中，相关术语，诸如“水平”、“竖直”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”、”及其衍生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应该理解为表示如接着描述的或者如在讨论中的附图中示出的方向。这些相关术语是为了方便描述并且通常不旨在要求特定的方向。包括“向内地”对“向外地”，“纵向的”对“横向的”等的术语相对于彼此或相对于延伸轴，或者旋转轴或旋转中心适当地解释。除非有明确地另外描述，否则关于附接、接合等的术语，诸如“连接”与“相互连接”，表示一种关系，其中结构通过介入结构以及可移动或刚性附接件或关系，直接地或者间接地彼此相固定或相附接。当仅示出单个机械时，术语“机械”还应该认为包括单独地或共同地执行一组(或多组)指令以执行这里讨论的方法学中的任意一个或多个的机械的任何集合。术语“可操作地连接”是凭借此种关系允许相关结构如所期望的运行的这种附接、接合或连接。在权利要求中，装置加功能条款，如果使用的话，旨在覆盖描述的、建议的、或者通过文字描述或附图明显赋予的结构，以便执行列举的功能，不仅包括结构性等效物而且也包括等效的结构。
公开的系统和方法有利地使用根据患者解剖学定制生产的外科手术仪器、引导件和/或固定件以在外科手术过程中减少荧光检查法的使用。在某些情况下，可以完全地取消在外科手术过程中使用荧光检查法。定制的仪器、引导件和/或固定件通过在外科手术前利用计算机断层扫描器(“CT”)、磁共振成像机(“MRI”)等医学成像技术来使患者的解剖成像形成，并且利用这些图像以形成患者特定的仪器、引导件和/或固定件。
尽管下面相对于足部10与踝部12(图1)描述了定制的患者特定仪器，但是本领域中的技术人员应该理解的是此系统与方法可以结合包括但不限于膝盖、臀部、肩部等的其它关节使用。如图1中所示，通常人体足部10包括形成在距骨(布置在跟骨20上)14与胫骨16以及排骨18之间的踝关节12。
CT或MRI扫描的图像或一系列图像可以获取患者的踝部12(或者其它关节)，并且然后从例如DICOM图像格式转换成包括跟骨、距骨、胫骨、舟骨以及排骨的踝部的实体计算机模型，以利用通常体现在计算机软件中的专门的建模方法来确定植入件对直、类型、以及尺寸。从CT或MRI扫描图像的数据获得的计算机生成的实体模型通常将会包括关于围绕已成像的结构的表面轮廓(例如已成像的骨的表面形貌或者绷带的轮廓)的精确与准确的信息。应该理解的是，表面形貌意味着诸如凹入与突起的表面特征的位置、形状、尺寸以及分布等。
在Swaelens等人公布的专利号为5,768,134的美国专利中公开的方法，其通过引用的方式整体包含于此，已经发现了产生从CT或MRI扫描图像的数据到实体计算机模型的恰当的转换。在一些实施方式中，如本领域的技术人员将会理解的，图像利用CT或MRI机或其它数字图像捕获与处理单元由患者的足部10，即，跟骨20、距骨14、胫骨16以及排骨18组成。在处理单元中处理图像数据，此后利用经处理的数字图像数据形成如图2A与图2B所示的模型50。
执行数字图像数据的交互式处理和准备，其包括操纵与引入额外的外来数字信息，诸如，用于部件定位与对直的预定参考位置52，以使对将需要在外科手术过程中切除的外科手术部位54的调节可以计划并且映射在计算机模型50上(图2A和图2B)。在对数字图像数据进行交互处理以后，能够返回到初始的CAD数据以获得患者特定外科手术仪器、假体、引导件或固定件的较高分辨率的数字显示，以将该数字显示添加到患者的图像数据模型。
图3示出了用于踝部替换外科手术的一对定制的切割引导件，包括胫骨切除引导件座架100与距骨切除引导件座架102，其形成为并且安装到患者的下胫骨16a和上距骨14a。定制的胫骨钻孔引导件座架200(图16-图20)也形成并且构造为容纳在通过使用定制的胫骨与距骨切除引导件座架100、102而形成的踝部空间内。尽管定制的切割引导件描述为制备患者的距骨、胫骨与股骨，但是本领域中的技术人员可以理解的是，还可以实施其它切割引导件，并且此定制的引导件可以形成为用于其它关节，包括但不限于膝盖、臀部、肩部、或其它关节。
在图3中示出的胫骨切除引导件座架100由适于与立体光刻、选择性激光烧结等制造设备结合使用的类型的弹性聚合物材料形成。如在图4中最佳看到的，切除引导件座架100包括单元本体，其包括从进一步限定引导件接收凹部108的基部106向上突出的十字形胫骨轭104。十字轭104包括从中心柱114向外突出的一对隔开的臂110、112。如图7中所示，臂110、112和中心柱114各自都具有与患者的下胫骨16a的相应部分的轮廓互补的共形骨接合表面116。通过先前说明的成像操作，臂110、112和中心柱114的共形骨接合表面构造为与患者自然骨的选定区域的解剖学表面特征互补地匹配。对于胫骨切除引导件座架100来说，选定的骨区域包括患者胫骨16a的下表面。
如在图3-图5中最佳看出的，导向块118在臂110、112的交叉点附近从中心柱114向外突出。支撑块120(图4)定位在与导向块118处于间隔的关系的基部106上。引导件接收凹部108由一对翼122、124限定，一对翼122、124在基部106上的相对方向上从中心柱114的任一侧向外延伸出，支撑块120定位在一对翼122、124之间。每个翼122、124都包括相应的从基部106向外地出的相应的桥塔(pylon)126，以便为胫骨切除引导件132提供横向支撑(图4和图5)。细长狭槽128横向地限定在处于导向块118下方但是处于支撑块120上方的基部106的中间部分中。每个翼122、124还限定相对于中心柱114成角度定向的相应的狭槽130。在一些实施方式中，狭槽130相对于中心柱114以非垂直角度布置，但是本领域中的技术人员将会理解的是，狭槽130可以相对于中心柱114延伸的方向以垂直的角度布置。狭槽128和130的尺寸和形状设计为，允许通常用于骨切除类型的典型外科手术锯60(图7)在不接触或仅偶然接触切除引导件座架100的情况下从切除引导件132中相应的确定位置与尺寸的狭槽穿过。
再次参照图4，胫骨切除引导件132包括一对臂134，该一对臂134从桥横梁136的端部以发散角度关系向下与向外突出。如通过导向块118、支撑块120和桥塔126的向内面向的表面限定的，胫骨切除引导件132的形状与引导件接收凹部108的形状互补。当胫骨切除引导件接合切除引导件座架100到并且由切除引导件座架100支撑时，桥横梁136限定与狭槽128对直的细长狭槽138。每个壁134都限定与相应狭槽130对直的相应狭槽140。
一起限定引导件接收凹部108的导向块118、支撑块120和桥塔126的向内面向的表面，具有与胫骨切除引导件132的外轮廓互补的形状。引导件接收凹部108的尺寸设计为以便通过“压配合”接收胫骨切除引导件132。应该理解的是，当将胫骨切除引导件132推入到引导件接收凹部108时，通过压配合，导向块118、支撑块120与桥塔126的向内面向的表面有足够的弹性以弹性地偏转或压缩以便存储弹性能量。当然，还应该理解的是，对于压配合实施方式而言，胫骨切除引导件132将具有与引导件接收凹部108的周边形状互补的外周边形状，但是尺寸略大。此外，胫骨切除引导件132可以仅通过与导向块118、支撑块120和桥塔126的向内面向的表面的摩擦接合而保持在引导件接收凹部108内。在一些实施方式中，在与导向块118、支撑块120和桥塔126的向内面向的表面没有操作性接触或仅偶然接合的情况下，胫骨切除引导件132可以容易地滑动到引导件接收凹部108中。
现在参照图9和图10，距骨切除引导件座架102由适于与立体光刻、选择性激光烧结等制造设备结合使用的类型的弹性聚合物材料(例如适于与选择性激光烧结结合使用的聚酰胺粉快速原型材料)形成。距骨切除引导件座架102还包括与患者的上距骨14a(图11和图13)的相应部分的轮廓互补的共形骨接合表面144。通过先前说明的成像操作，距骨切除引导件座架102的共形骨接合表面144构造为与患者自然骨的选定区域的解剖表面特征互补地匹配。对于距骨切除引导件座架102来说，选定的骨区域包括患者距骨的外表面、上表面。
距骨切除引导件座架102包括限定中间引导件接收凹部146和一对通孔148(图10)的单元块。引导件接收凹部146由在相反的方向上从基部156向外突出的一对翼152、154的向内面向的表面150限定。每个翼152、154都包括向上突出以支撑引导件壳体160的桥塔158，使得细长狭槽162限定在基部156内并且在引导件壳体160下面(图10和图11)。狭槽162的尺寸和形状设计为允许通常用于骨切除的类型的典型外科锯60，在不接触或仅偶然地接触距骨切除引导件定位器102(图11和图13)的情况下，从在距骨切除引导件166中的相应的确定位置与尺寸的狭槽164穿过。具有与距骨切除引导件166的外轮廓互补的形状的环形壁168，以与后壁基本上垂直关系向外突出，以便进一步限定引导件接收凹部146。
仍参照图9和图10，距骨切除引导件166包括一对面对的平行板170、172，平行板170、172在它们之间限定了细长狭槽164并且通过翼174在它们端部处接合到彼此。通过这种方式，如通过翼152、154、基部156与桥塔158的向内面向的表面150限定的，距骨切除引导件166的形状与引导件接收凹部146的形状互补。引导件接收凹部146的尺寸设计为使得通过“压配合”接收距骨切除引导件166。当然，还应该理解的是，对于，以便压配合实施方式而言，距骨切除引导件166将具有与引导件接收凹部146的周边形状互补的外周边形状，但是尺寸略大。此外，距骨切除引导件166可以仅通过与翼152、154、基部156和桥塔158的向内面向的表面150的摩擦接合而保持在引导件接收凹部146内。在一些实施方式中，在与翼152、154、基部156和桥塔158的向内面向的表面150没有操作性接触或仅偶然接合的情况下，距骨切除引导件166可以容易地滑动到引导件接收凹部146中。
还可以由适于与立体光刻、选择性激光烧结等制造设备结合使用的类型的弹性聚合物材料(例如适于与选择性激光烧结结合使用的聚酰胺粉快速原型材料)制成在图16至图-20示出的胫骨钻孔引导件座架200。如图16-图20中所示，胫骨钻孔引导件座架200包括限定从本体204的顶面208延伸到本体204的底面210的穿孔206的略长方形的本体204。本体204的顶面208可以包括被定尺寸且构造为抵靠下胫骨16a(图8)的切除表面配合的一对倒角212。换句话说，包括倒角212的本体204的顶面或上表面208，与胫骨切除引导件132的狭槽138和140的几何形状与位置互补。
本体204的前侧214限定一个或多个盲孔216。如在图17中示出的实施方式中所示出的，本体204可以限定三个盲孔216-1、216-2和216-3。在一些实施方式中，盲孔216-1和216-2可以是被定尺寸且构造为容纳定位销的铰制孔，并且如下所描述的，盲孔216-3还可以是用于接收定位销的铰制孔或者盲孔216-3可以是带螺纹的以便与螺钉接合。
穿孔206可以具有圆形横截面积，并且包括与穿孔206相比具有减小的直径的肩部218并且包括如在图20中最佳可见的抗旋转特征220。肩部218的抗旋转特征220可以包括一个或多个平面或其它几何结构，以便当将胫骨钻孔引导件202布置在穿孔206内时，防止胫骨钻孔引导件202相对于胫骨钻孔引导件座架200旋转。
从胫骨钻孔引导件座架200的本体204延伸出的是胫骨接合结构222与距骨接合结构224。胫骨接合结构222的外表面226可以具有基板上平面的长方形形状，并且胫骨接合结构222的内部的、基本上地共形接合表面228可以是微凸面的以便接合患者的胫骨16。如下所述，胫骨接合结构222可以限定一个或多个孔230以便接收k-线或销钉。
距骨接合结构224还可以包括基本上平面且长方形的外表面232。距骨接合结构224的下部234可以是共形表面，所述共形表面具有与距骨骨14(图14)的几何形状匹配的几何形状。如下所述，距骨接合结构224还可以限定被定尺寸且构造为接收k-线的一个或多个孔236。
在图21-图23中示出的胫骨钻孔引导件202优选地由具有比胫骨引导件座架200更多结构整体性的材料制造，以使钻孔引导件202能够在不受损坏的情况下引导钻头。材料的实例包括但是不限于金属、陶瓷等。钻孔引导件202具有圆柱状第一部分238，其被定尺寸并且构造为容纳在延伸通过肩部或减小直径区域218的穿孔206的部分内。钻孔引导件202的第二部分240具有比第一部分238更大的横截面直径并且被定尺寸并且构造为容纳在胫骨钻孔引导件座架200的穿孔206内。在图21和图23中最佳可见的平面242，沿着钻孔引导件202的第一部分238的外表面244形成。胫骨钻孔引导件202的第二部分240的内表面248具有与穿孔246相交且联通的圆锥形状，以使得钻或扩孔钻可以容纳通过钻孔引导件202。
如通过上面公开的数字图像模型50并且考虑增加到患者下胫骨图像数据的胫骨切除引导件座架100的广义的数字模型，患者下胫骨的解剖表面特征，例如表面形貌，可以互补地映射在臂110、112和中心柱114的共形骨接合表面116的每个上，即该表面将要接合胫骨切除引导件座架100的骨独特表面形貌。应该理解的是，数字图像的互补映像致使在骨的表面上的局部突起，成为在胫骨切除引导件座架100的臂110、112与中心柱114的共形骨接合表面116上的局部凹面，同时在骨的表面上的局部凹面成为在臂110、112与中心柱144的共形骨接合表面116上的局部突起。
切除引导件座架100的臂110、112和中心柱114的共形骨接合表面116中的每个，都通过患者下胫骨16a的选定区域的解剖学表面特征的互补的、基本上镜面图像而重新限定。由于此互补骨表面映像，在无需其它外部或内部引导固定件的情况下，胫骨切除引导件座架100可释放地“锁定”在患者自然胫骨的相应部分的互补形貌上。换句话说，使骨表面的表面微凸体匹配在形成于胫骨切除引导件座架100的共形骨接合表面116中的它们相应的凹面中，来确保在胫骨切除引导件座架100与胫骨表面之间的很少或没有出现例如侧向滑动的相对移动。
结合患者特定距骨切除引导件座架102与胫骨钻孔引导件座架200的设计执行基本上相同的映像。特别地，通过预测执行，用于胫骨钻孔引导件座架200的映像，其中将利用胫骨与距骨切除引导件座架100和102并且将胫骨钻孔引导件座架200映像到胫骨与距骨的预测几何形状上做出对胫骨16与距骨14的切除。
在患者下胫骨16a与切除引导件座架100之间，患者的上距骨14a和切除引导件座架102之间的虚拟对直结果的视觉显示，以及通过利用胫骨切除引导件座架100与距骨切除引导件座架102切除距骨14与胫骨而形成的提议的切除区域，形成并且转发给外科医生，以在制造之前获取认可的结果。此外，外科医生可以被提供以在提议的切除关节空间与胫骨钻孔引导件座架200之间的虚拟对直结果的视觉显示，其形成并且转发给外科医生以在制造以前获得认同的结果。当收到外科医生的同意时，切除引导件座架100、切除引导件座架102、以及胫骨钻孔引导件座架200被制造出来并且返回给外科医生以便在手术中使用。
例如在全踝部替换过程中，外科医生做出前切口以或获得到踝关节的初步通路。如在图5-图7中最佳看到的，外科医生将胫骨切除引导件座架100定位在下胫骨16a上，直到胫骨切除引导件座架100的臂110、112与中心柱114的共形骨接合表面116固定地接合到彼此，以便与下胫骨16a的暴露表面的形貌可释放地“相互锁定”。通过将胫骨切除引导件座架100锁定在患者的下胫骨16a上，外科医生将适当构造的远端切除引导件132压配合在胫骨切除引导件座架100的引导件接收凹部108中。这导致切除引导件座架100夹置在切除引导件132与患者的胫骨骨16a(图5与图6)之间。在通过使骨表面的表面微凸体匹配在形成于共形骨接合表面116中的它们相应的凹面中而使切除引导件座架100相对于选定的骨区域准确地定位并且使切除引导件座架100构造为适当地固定到患者的骨上的情况下，外科医生使用传统的外科手术刀片60与切除引导件132的切除狭槽128与130来切除患者的骨16(图7和图8)。
通过类似的方式，当将距骨切除引导件座架102添加到患者距骨图像数据时，患者上距骨的解剖学表面特征(例如表面形貌)，可以互补地映射在共形骨接合表面144上。再次将会理解的是，数字图像的互补映像致使在骨的表面上的局部突起成为在共形骨接合表面144上的局部凹面，同时在骨的表面上的局部凹面成为在共形骨接合表面144上的局部突起。通过这种方式，通过患者下胫骨的选定区域的解剖学表面特征的互补的、基本上地镜面图像重新限定共形骨接合表面144。由于此互补骨表面映像，在无需其它外部或内部引导固定件的情况下，距骨切除引导件座架102可释放地“锁定”在患者自然距骨的相应部分的互补形貌上。
为了继续全踝部替换，外科医生将切除引导件座架102定位在上距骨14a上，直到切除引导件座架102的共形骨接合表面144“锁定”到上距骨14a(图11)的暴露表面的形貌上。通过将切除引导件座架102锁定在患者的上距骨上，外科医生将适当构造的远端切除引导件166压配合在距骨切除引导件座架102的引导件接收凹部146中。这导致切除引导件座架102夹置在切除引导件166与患者的骨14(图12与图13)之间。在通过使骨表面的表面微凸体匹配在形成于共形骨接合表面144中的它们相应的凹面中，而使切除引导件座架102相对于选定的骨区域准确地定位，并且使切除引导件166与引导件座架102适当地构造并且固定到患者的骨上的情况下，外科医生使用传统外科手术刀片60与切除引导件166的切除狭槽164来切除患者的骨14(图13和图14)。
一旦胫骨16与距骨14被切除，胫骨钻孔引导件座架200与胫骨钻孔引导件202便接合在一起并且安装在切除的关节空间22(图15)中。通过将胫骨钻孔引导件202的第一部分238插入由胫骨钻孔引导件座架200(图24)的本体204限定的穿孔206中而使胫骨钻孔引导件座架200与胫骨钻孔引导件202接合在一起。形成在胫骨钻孔引导件202的第一部分上的平面242与肩部218的反旋转特征220对直，使得胫骨引导件202滑动到穿孔206中直到钻孔引导件202的第二部分240的下表面250接触并且邻接胫骨钻孔引导件座架200的肩部218。
如在图25A与图25B中最佳看到的，胫骨钻孔引导件座架200的本体204(胫骨钻孔引导件202布置在该本体中)沿着前后方向插入到切除关节空间22中，倒角212沿着通过利用胫骨切除引导件132的狭槽140形成的胫骨16的切除区域滑动。胫骨钻孔引导件座架200与胫骨钻孔引导件202的组件滑入到切除的接合空间22中直到距骨接合结构与距骨14接触。外科医生可以在切除的关节空间内移动胫骨引导件座架200，直到通过使骨表面的表面微凸体匹配在形成于共形骨接合表面228中的它们相应的凹面中而使共形表面228适当地固定到患者的骨。如图25C中所示，一旦适当地定位，k-线62就可以插入到相应地通过胫骨接合结构222与距骨接合结构224限定的孔230和/或孔236中，以将胫骨钻孔引导件座架200与胫骨钻孔引导件202的组件固定到患者的胫骨16与距骨14。
通过使钻孔引导件座架200和胫骨引导件202固定到切除关节空间22内，患者的腿部插入到足部保持件与对直工具300中。图26-图28示出了对直工具300的一个实例，其在假体的安装程序过程中担任支撑踝关节的任务。对直工具300包括足部保持组件302和腿部支架304。足部保持组件302包括足部支架306，在假体安装程序中足部通过足部夹具310和跟部夹具308固定。一旦踝关节被切除并且胫骨钻孔引导件座架200和胫骨钻孔引导件200被安装，则腿部的小腿便适当地固定到腿部支架304。同时，在安装程序过程中，足部保持组件302与腿部支架304相对于腿部保持足部与踝部。
如图26中所示，足部保持组件302被定尺寸并且构造为在内科医生的控制下，从竖直或直立状态(在图26中以实线示出)朝向更加水平或倾斜状态(在图26中以假想线示出)枢转。在直立状态下，组件302用于相对于自然的前后轴以及内外轴将踝关节保持在期望的方向。
如在图27中最佳可见的，足部保持组件302包括背板312以及夹置在足部支架306与背板312之间的中间板314。通过相对于足部支架306上下(即，竖直)移动的滑动燕尾接合件(sliding dovetail couplings)316，将中间板314接合到足部支架306。一对相对隔开的对直杆318通过中间板314承载。
对直杆318布置在相同的水平平面中并且从中间板314延伸通过由足部支架306限定的竖直地细长狭槽320，使得当足部由足部保持组件302支撑时，杆318布置在内侧到外侧平面中的胫骨的相对侧面上。中间板314的竖直移动使对直杆318在足部支架306(图28A)的相对侧面上的狭槽320内和谐地上下移动。
如图28B中所示，背板312通过滑动燕尾接合件322接合到中间板314，以便相对于足部支架306左右(即，水平)移动。背板312还承载套管324，其延伸通过由中间板314与足部支架306限定的开口326并且在足部支架306(足部的底面接触抵靠足部支架306)的平面处或附近终止。套管324的中心与杆318的水平面的交叉点重合。
图29中示出了用于将胫骨钻孔引导件座架200接合到对直工具300的适配器杠400。适配器杠400包括从第一端404线性延伸到第二端406的细长本体402。端部404、406中的每个都包括从细长本体402成角度延伸的相应的延伸部408、410。在一些实施方式中，延伸部408与410从细长本体402正交地延伸，但是本领域中的技术人员将会理解的是延伸部408与410可以以其它角度从细长本体402延伸。如本领域中的技术人员将会理解的，在一些实施方式中，细长本体402可以不具有线性形状而是可以具有弯曲或弧形形状。
每个延伸部408和410都限定了相应的孔412、414，孔412、414被定尺寸且构造为可滑动地容纳从对直工具300延伸的对直杆318的。细长本体402限定一个或多个孔416-1、416-2和416-3(共同地称作“孔416”)，以使适配器杠400接合到胫骨钻孔引导件座架200。在一些实施方式中，一个或多个孔416与由胫骨钻孔引导件座架200的本体204限定的一个或多个孔216对直，以使销钉或其它装置保持适配器杠400与胫骨钻孔引导件座架200的对直与接合。例如，胫骨钻孔引导件座架200的孔216-1和216-2与适配器杠400的孔416-1和416-2对直，并且钻孔引导件座架200的孔216-3与适配器杠400的孔416-3对直。定位销70(图25C中示出)可以插入到孔216-1和416-1中以及插入到孔216-2和416-2中，以使胫骨钻孔引导件座架200与适配器杠400在水平方向与竖直方向上均对直(例如，在x-方向与y-方向)上，并且螺钉(未示出)可以被插入通过孔416-3进入到螺纹孔216-3中以将胫骨钻孔引导件座架200在适当的高度或深度(例如，沿着z-方向)处固定到适配器杠。
通过将胫骨钻孔引导件座架200与胫骨钻孔引导件202布置在切除的踝部空间22内，足部和小腿便布置在足部支架306与腿部支架304(图30)中。内科医生估计足背(dorsi-plantar)旋转的踝部轴并且将踝部与对直工具300的旋转轴可视地对直。调节足部支架306以使足部旋转，从而使得大脚趾相对于沿着水平方向延伸的腿部基本上沿着竖直方向指向。前足和跟部通过夹具308与310固定到足部支架306。将腿部支架304调节到小腿，使得胫骨16大约平行于地面。足部与小腿理想地对直，使得距骨滑车的前后(“A-P”)线基本上是竖直的。
适配器杠400通过由延伸部408和410分别限定的对直孔412和414，利用对直工具300的对直杆318而接合到对直工具300。然后适配器杠400沿着对直杆318滑动直到适配器杠的孔416与由胫骨钻孔引导件200(图30)的本体204限定的孔216对直。如上所述，定位销70插入适配器杠400的孔416-1和416-2以及胫骨钻孔引导件座架200的孔216-1和216-2中。通过将定位销70布置在孔216-1、216-2、416-1和416-2内，胫骨钻孔引导件座架200便与对直工具300在内外方向上(例如，x-方向)以及上下方向上(例如，y-方向)适当地对直。螺钉插入通过孔416-3进入到螺纹孔216-3中，其将胫骨钻孔引导件座架200固定到适配器杠400并且在前后方向上(例如，z-方向)提供了适当的对直。
通过将患者的足部布置在对直工具300内，背板312上的套管324建立了与胫骨16的机械轴的对直以及与杆318的对直。因此，如上所述，在利用适配器杠400使胫骨钻孔引导件座架200与对直工具300对直以后，由于布置在胫骨钻孔引导件座架200内的胫骨钻孔引导件202的穿孔246与由套管324限定的轴对直，因此使得能够在不使用荧光检查法的情况下，在踝部与胫骨中心线性钻孔以便引入足底插管。此布置能够形成与由胫骨限定的机械轴基本上共线的髓内通道。
可以使用多种微创外科手术技术以将足底插管引入到跟骨20、距骨14与胫骨16中。在一个代表性实施方式中，套管324临时地与背板312分离(例如，通过拧下)以提供到足底的通路。内科医生使用解剖刀在足底做出初始切口并且替换套管324。装载有k-线(未示出)的空心套管针能够插入通过套管324，进入足底，直到接触跟骨20并且将k-线牢固地设定在跟骨20内。然后可以移除套管针，并且将k-线进一步轻轻地接入到跟骨20内。在代表性实施方式中，套管324测得直径6mm，并且装载有2.4mm k-线的空心套管针可以是6mm。现在内科医生可以在k-线上方操作空心的第一扩孔钻(例如，6mm)(未示出)直到进入跟骨20与距骨14中。第一扩孔钻打开进入路径以便插入足底插管。
如图30中所示，在拔出第一扩孔钻与套管324以后，然后内科医生插入足底插管64。通过使足底插管64处于适当位置处，第二扩孔钻66(例如，5mm)可以穿过插管64运转，以钻孔大约另一个100mm而穿过距骨14并且直到胫骨16中，以建立通过跟骨20和距骨14通向胫骨16(图30)中的髓内引导路径。第二扩孔钻66朝向胫骨16前进，扩孔钻66的尖端68由与对直工具300的套管324对直的胫骨钻孔引导件204的圆锥形内表面248引导。
一旦建立通过跟骨20、距骨14和胫骨16的髓内通道，则适配器杠400便与钻孔引导件座架200和对直杠318脱离接合。将钻孔引导件座架200从切除的关节空间22移除以使切除的关节空间暴露给外科医生。
通过使切除的踝关节空间22暴露给外科医生，然后安装踝部假体。在一个实例中，踝部假体包括可以从跟骨的底部延伸直到距骨的顶部的茎部(即，踝-跟骨茎部)，但是在一些实施方式中，此茎部完全布置在距骨内(即，距骨茎部)。凸面的圆顶接合到茎部并且提供铰接关节表面。胫骨茎部可以是整体的或者包括可以在原位接合在一起的多个部分。胫骨平台接合到胫骨茎部并且包括或者接合到凸面关节表面以便与接合到距骨/踝-跟骨茎部的铰接关节表面铰接。在Reiley等人公布的专利号为7,534,246的美国专利中公开了此踝部假体的实例与安装此假体的方法，其整体通过引用的方式包含于此。
公开的胫骨钻孔引导件座架200与钻孔引导件202可以与多种另选的对直工具一起使用。例如，图31-图34示出了以足部保持组件500的形式的对直工具的另一个实例，胫骨钻孔引导件座架200可以直接接合到足部保持组件。如图31和图32中所示，足部保持组件500包括限定了多个狭槽504和506以及穿孔503的基板502。
狭槽504被定尺寸并且构造为可滑动地容纳一对足跟夹具508，并且狭槽506被定尺寸并且构造为可滑动地容纳一对前足夹具或引导件510。足跟夹具508与前足夹具510配合，以便利用诸如例如紧定螺钉或其它锁定装置的锁定机构将患者的足部相对于基板502保持在期望位置处，以将足跟夹具508与前足夹具510的位置固定到基板502。足跟夹具508和前足夹具510的相应的足接合表面512和514可以具有与人类足部的内侧与外侧形状互补的形状。
从基板502延伸出的是布置在基板502上的一对对直杆516，使得一个对直杆布置在患者的足部的内侧并且另一个对直杆布置在患者足部的外侧。如在图32和图34中最佳见到的，接合杠518被定尺寸并且构造为与对直杆516可滑动地接合。接合杠518包括限定通道522(图32)的一对隔开的支腿520，对直杆516可滑动地容纳在通道522中。支腿520中的一个或两个包括夹具或者其它锁定机构524，以便增加接合杠518与对直杆516之间的摩擦，从而沿着对直杆516的长度将锁定连接杠518可释放地锁定在一定位置处。
内侧-外侧横杠526将接合杠518的支腿520接合在一起。从内侧-外侧横杠526延伸出的是安装接合件528。安装接合件528包括一个或多个孔530-1、530-2和530-3(共同地称作“孔530”)，这些孔被定尺寸并且构造为与由胫骨钻孔引导件座架200限定的孔216对直。
钉532(图33)从内侧-外侧横杠526延伸，以便经由通过胫骨接合件534限定的狭槽536与胫骨接合件534接合。胫骨接合件534包括具有用于与患者的胫骨邻接的凹面表面540的架子538。用于接合钉532的螺母或其它锁定机构(未示出)，其可以是带螺纹的，可以用于相对于内外横杠526固定架子538的位置。
与胫骨钻孔引导件座架200与胫骨钻孔引导件202的组件结合的足部保持组件500的使用与上述的对直工具300的使用类似。例如，一旦将胫骨钻孔引导件座架200与胫骨钻孔引导件202的组件布置在切除的关节空间22内，则患者足部的足跟便放置在足跟夹具508之间并且患者前足放置在前足夹具510之间。足跟的锁定机构与前足夹具508和510可以接合以初始设定足跟与前足夹具508和510相对于基板502的位置。
通过沿着对直杆516滑动接合杠518的支腿520，接合件528的孔530与由胫骨钻孔引导件座架200限定的孔216对直。定位销70和/或螺纹螺钉(未示出)可以用于将接合件528的孔530接合到胫骨钻孔引导件座架200的孔216。外科医生可以检查以确保患者足部牢固地抵靠基板502，然后接合夹具524以将接合杠518固定到对直杆516。
调节胫骨接合件534直到凹面540接触患者的胫骨。通过狭槽536与钉532之间的接合引导胫骨接合件534的调节。通过使胫骨接合件534处于期望位置处，螺母或其它锁定机构(未示出)将胫骨接合件534锁定在适当位置处。外科医生可以对足跟与前足夹具508与510作出最终调节，然后形成如上所述的髓内通道。
在图35-图38中示出了用于与胫骨钻孔引导件座架200和胫骨钻孔引导件202一起使用的对直工具600的另一个实例。如图35中所示，对直工具600包括基板602，其包括多个杠602a、602b和602c。尽管示出了三个杠602a、602b和602c，但是本领域中的技术人员将会理解的是，可以实施更少或更多的杠。杠602b限定了孔603，孔603被定尺寸并且构造为容纳诸如例如空心钻的外科手术工具。包括但不限于足跟夹具和/或前足夹具(未示出)的其它元件可以接合到基板602的杠602a、602b和602c，以有助于相对于孔603定位患者的足部。
一对隔开的对直杆604从基板602延伸出。对直杆604中的一个可以布置在患者腿部的内侧上，并且对直杆604中的另一个布置在患者腿部的外侧上。与对直工具300的对直杆318类似，对直杆604可以可滑动地容纳在适配器杠400的孔412、414内。
与胫骨钻孔引导件座架200与胫骨钻孔引导件202的组件以及适配器杠400结合对直工具600的使用与上述的对直工具300的使用类似。例如，一旦将胫骨钻孔引导件座架200与胫骨钻孔引导件202的组件布置在切除的关节空间22内，则适配器杠400便通过相应地由延伸部408和410限定的对直孔412和414以及对直工具600的对直杆604而接合到对直工具600。适配器杠400沿着对直杆604滑动，直到适配器杠的孔416与由胫骨钻孔引导件200的本体204限定的孔216对直。如上所述，定位销插入适配器杠400的孔416-1和416-2以及胫骨钻孔引导件座架200的孔216-1和216-2中。通过布置在孔216-1、216-2、416-1和416-2内的定位销70，胫骨钻孔引导件座架200便与对直工具600在内外方向上(例如，x-方向)以及上下方向上(例如，y-方向)适当地对直。螺钉插入通过孔416-3进入到螺纹孔216-3中，其将胫骨钻孔引导件座架200固定到适配器杠400并且沿着前后方向(例如，z-方向)提供了适当的对直。外科医生可以对足跟与前足夹具508与510作出最终调节，然后形成如上所述的髓内通道。
图39至图63示出了用于执行外科手术程序的系统的另一个实施方式。具体地说，图39-图43示出了胫骨钻孔引导件座架700，其被定尺寸并且构造为容纳图44-图47中示出的胫骨钻孔引导件卡座702。胫骨钻孔引导件座架700还可以容纳用于在外科手术程序的其它阶段中使用的其它钻孔引导件卡座。与胫骨钻孔引导件座架200类似，胫骨钻孔引导件700可以由适于与立体光刻、选择性激光烧结等制造设备结合使用的类型的弹性聚合物材料(例如适于与选择性激光烧结结合使用的聚酰胺粉快速原型材料)形成。
如图39-图43中所示，胫骨钻孔引导件座架700具有略微长方形的本体704，其具有前侧706、后侧708、顶侧710、底侧712、以及一对相对侧面714和716。前侧706限定凹部718，凹部718被定尺寸并且构造为可滑动地将胫骨钻孔引导件702容纳在其中。凹部718与由底侧712限定的凹部720(图39和图43)以及由顶侧710限定的凹部722(图39、图42、以及图43)联通，以使得本体704基本上是中空的。
侧面714、716的相应内表面724、726具有与胫骨钻孔引导件卡座702的横截面的几何形状相应的不同的几何形状，以确保将胫骨钻孔引导件卡座702适当地插入到凹部718中。在图39-图43中示出的实施方式中，侧面716包括向内延伸到凹部718中的第一凸缘728与第二凸缘730，并且侧面714具有向内逐渐变小的上端区域732与向内延伸的凸缘734。本领域中的技术人员将会理解的是，侧面714、716可以包括其它特征以确保胫骨钻卡座702适当插入到凹部718中。在一些实施方式中，侧面714、716可以具有相同的几何形状，并且胫骨钻孔引导件卡座可以可逆转地插入到凹部718中。
前侧706限定了被定尺寸并且构造为将定位销容纳在其中的一个或多个定位孔736-1、736-2(共同地称作为“定位孔736”)。一个或多个通孔738-1、738-2、738-3(共同地称作“通孔738”)延伸通过前侧706，其还限定了盲孔740。如下所述，通孔738被定尺寸并且构造为接收k-线以将胫骨钻孔引导件座架固定到患者的骨。
胫骨钻孔引导件座架700的顶侧710包括被定尺寸并且构造为抵靠下胫骨16a(图8)的切除表面配合并且涉及下胫骨16a的切除表面的一对倒角742。胫骨钻孔引导件座架700还包括胫骨接合结构744与距骨接合结构746。胫骨接合结构744从顶侧710延伸出并且包括基本上共形接合表面748。距骨接合结构746从底侧712延伸出并且还包括基本上共形接合表面750。
胫骨钻孔引导件卡座702具有基本上长方形的细长本体754，与胫骨钻孔引导件座架700相比，细长本体754可以由诸如例如金属、陶瓷等的更坚固的材料形成。如图44与图45中最佳示出的，侧面756、758的几何形状相应地与胫骨钻孔引导件座架700的侧面714、716互补。例如，侧面758包括相应地与凸缘728和730相应的凸缘760和762，并且侧面756包括凸缘764和成角度部分766，凸缘764和成角度部分766分别对应于胫骨钻孔引导件座架700的凸缘734和上部区域732。
胫骨钻孔引导件卡座702的前侧768限定盲孔770，出于下述原因盲孔770可以是带螺纹的。胫骨钻孔引导件卡座702限定从底面776延伸到顶面778的一对孔772和774。孔772可以是铰制孔，其被定尺寸并且构造为将球形锁销容纳在其中，并且孔774具有内表面780，该内表面从在底面776处的较大直径逐渐缩小到较小表面，该较小表面被定尺寸并且构造为接收诸如钻和/或扩孔钻的外科手术工具。顶面778限定从侧面756延伸到758的一对平行狭槽782-1、782-2(共同地称作“狭槽782”)。如图44和图47中最佳示出的，狭槽782距由孔774限定的中心轴等距离布置以便为希望利用荧光检查法来检查孔774与患者的胫骨的机械轴对直的内科医生提供视觉键(visual key)。
如图48中所示，安装板800具有由包括但不限于金属、陶瓷等的材料制造的基本上长方形本体802。本体802限定从前侧806延伸到后侧808的穿孔804并且具有与胫骨钻孔引导件座架700的凹槽718类似的几何形状，使得胫骨钻孔引导件卡座702可以容纳在其中。本体802还限定布置在本体802上的一对通孔810-1，810-2(共同地称作“孔810”)使得它们与胫骨钻孔引导件座架700的孔738相应并且尺寸设计并且构造为将k-线或销钉容纳在本体802中。
安装基部812从安装板800的前侧806延伸出并且限定从第一侧816延伸到第二侧818的孔814。安装基部812限定缺口820以及与胫骨钻孔引导件座架700的孔736对直的一个或多个定位销孔822-1、822-2(共同地称作“孔822”)。缺口820平分孔814。安装基部812还可以限定与从胫骨钻孔引导件座架700的前侧706延伸出的一个或多个突出部784相应的一个或多个凹部824。凹部824与突出部784配合以确保安装基部812与胫骨引导件座架700适当地对直。本领域中的技术人员将会理解的是，可以实施其他几何形状特征以确保安装基部812与胫骨钻孔引导件座架700之间的适当对直。
如图49-图54中示出的，安装板800可以利用定位销70接合到胫骨钻孔引导件座架700，其通过孔822和孔734接收。如在图51中最佳可见，胫骨引导件卡座702通过穿孔804与凹部718被接收。图53和图54示出了当胫骨钻孔引导件卡座702适当地插入到胫骨钻孔引导件座架700与安装板800的组件中时，孔772与由安装板800限定的孔828对直，其可以包括布置在其中的球形锁销(未示出)。因此，球形锁销容纳在孔772内以保持布置在穿孔804与凹部718内的胫骨钻孔引导件卡座702，从而使孔774布置在凹部754与756内。如图53和图54中示出的，螺钉或其它螺纹物体(未示出)可以插入到螺纹孔770中，然后将其拉动以使胫骨引导件卡座702从穿孔804和凹部718移除。
胫骨钻孔引导件座架700、胫骨钻孔引导件702、以及安装板800可以与如上所述的对准工具300、适配器杠400、足部保持组件500以及对直工具600一起使用。此外，如胫骨钻孔引导件座架200和胫骨钻孔引导件202能够一样，胫骨钻孔引导件座架700、胫骨钻孔引导件卡座702、以及安装板800也可以结合图55-图60中示出的足部保持组件900一起使用。
如图55中所示，足部保持组件900包括从第一端904延伸到第二端906的基板902。第一端904与第二端906各自都限定凹坑908和孔910。凹坑908被定尺寸并且构造为容纳钻孔套管912，钻孔套管912具有与通孔910对直的圆柱形本体孔914。因此，第一端904与第二端906均可以支撑患者的踝部或前足。每个凹坑908都包括交互地接合到其的弹簧加载棘爪916，该弹簧加载棘爪916包括指部接收表面918并且构造为相对于基板902滑动并且将钻孔套管912固定在凹坑908内。在一些实施方式中，钻孔套管可以是带螺纹的并且构造为接合到基板902，基板具有布置在孔910的内表面上的互补螺纹。
基板902还包括在基本上垂直的方向上从第一端904与的热端906之间的大约中点延伸出的内侧/外侧延伸部920。基板902还可以限定观察开口922，使得当将足部固定到足部保持组件900时外科医生能够观察患者的足面。
一个或多个杆924相对于上足部保持表面926(图56)在基本上垂直的方向上从基板902延伸出。如本领域中的技术人员将会理解的，可以利用螺钉或通过其它固定装置将杆924固定到基板902。将盖子928固定到杆924的上端并且利用螺钉或其它固定装置固定到杆924上。
安装件930具有在可滑动地容纳杆924的一端938处限定一对孔934、936的细长本体932，使得安装件930可以沿着杆924滑动，从而相对于基板902定位胫骨钻孔引导件座架700。弹簧加载按钮940布置在安装件930的第一端938处，并且接合到布置在安装件930内的锁定机构(未示出)上，以将安装件930锁定在沿着杆924的某位置处。
一个或多个孔942限定在安装件930的第二端944处，并且与钻孔引导件座架700的孔716相应以将钻孔引导件座架700接合到足部保持组件900。如在图56和图60中最佳看到的，第二端942还限定了狭槽946，狭槽946被定尺寸并且构造为容纳枢转装置950的内螺旋杆948，枢转装置950包括容纳在安装板800的狭槽820内的下部952并且与通孔814交叉固定。枢轴装置950的十字销可以围绕由孔814限定的轴枢转并且构造为接收支撑紧固旋钮954。旋钮954的底部表面956(图60)具有大于狭槽946的外部尺寸并且构造为与安装件930接合，以便固定安装板800与胫骨钻孔引导件座架700(其可以包括胫骨钻孔卡座702)的组件。
在操作中，胫骨钻孔引导件座架700插入到切除的接合空间22中。如在图49和图50中最佳示出的，安装板800利用定位销70连接到胫骨钻孔引导件座架700。如本领域中的技术人员将会理解的，通过将枢转装置950交叉固定到安装板800，安装板800与枢转装置948的组件通过定位销70接合到胫骨钻孔引导件座架，定位销70可以压配合到安装板800的孔822以及胫骨钻孔引导件座架700的孔716中。可以通过将k-线(未示出)插入到由胫骨钻孔引导件座架700限定的孔736、790、以及由安装板800限定的孔830-1、830-2(与孔736-1736-2相应)和832-1、832-2中而将胫骨钻孔引导件座架700和安装板固定在切除的接合空间22内。在将安装板800接合到布置在切除的接合空间22内的胫骨钻孔引导件座架700上的情况下，枢轴装置948旋转为使得其在与由患者腿部限定的纵轴大约平行的方向上延伸，并且卡座式胫骨钻孔引导件702插入到安装板800的穿孔804与胫骨钻孔引导件座架700的凹部718中。胫骨钻孔引导件卡座702被插入直到胫骨钻孔卡座702的前端786邻接胫骨钻孔引导件座架700的后壁788，在此点处布置在孔772内的球形棘爪与由安装板800限定的孔828接合，并且胫骨钻孔引导件卡座702前侧768与安装板800的前侧806平齐。
安装件930的孔940与定位销70对直，并且容纳在定位销70上方，定位销70从安装板的前侧806延伸出，以将足部保持组件900的安装件930接合到安装板800、胫骨钻孔引导件座架700、以及胫骨钻孔引导件卡座702的组件上。通过接合到定位销70与安装板800的安装件930，枢轴装置948相对于安装板800旋转，以使得枢轴装置948的杆946容纳在安装件930的狭槽944内。然后旋钮952围绕其轴旋转(顺时针或逆时针)，以使得旋钮952的底面954接触安装件930以保持安装件930与胫骨钻孔引导件座架700和安装板800的组件之间的接合。
钻孔套管912接合到与患者足部的足跟对直的孔910。如上所述，钻孔套管912可以滑动到由底板902限定的凹坑908中直到弹簧加载棘爪916将钻孔套管912可释放地锁定在适当位置中。在一些实施方式中，可以通过布置在钻孔套管912的外表面上的相应螺纹(其与由凹坑908和/或孔910的内表面限定的螺纹接合)将钻孔套管912拧入基板902，。在钻孔套管912处于适当位置处并且患者的腿固定到足部保持组件900上的情况下，可以使用多种微创外科技术以便将足底插管引入到如上所述的跟骨20、距骨14和胫骨16中。
一旦实现进入患者的跟骨，则足底插管64便插入通过患者的跟骨20。扩孔钻66穿过插管64运转，以钻孔大约另一个而穿过距骨14并且直到胫骨16中，以建立通过跟骨20和距骨14通向胫骨16中的髓内引导路径。当扩孔钻66离开距骨14时，圆锥形状的内表面748将尖端68引导到孔788中。由孔788限定的轴基本上与胫骨16的机械轴轴向地对直，以使得当扩孔钻66延伸通过孔788时，其在胫骨16内钻出髓内腔(intramedullary canal)。
公开的系统和方法有利地使用根据患者解剖学定制生产的外科手术仪器、引导件和/或固定件，以在外科手术过程中减少荧光检查法的使用。在某些情况下，可以完全地取消在外科手术过程中使用荧光检查法。定制的仪器、引导件和/或固定件通过在外科手术前利用计算机断层扫描器(“CT”)、磁共振成像机(“MRI”)等医学成像技术来使患者的解剖成像形成，并且利用这些图像以形成患者特定的仪器、引导件和/或固定件。
尽管已经根据示例性实施方式描述了本发明，但是本发明不限于此。此外，所附权利要求应该被广义地理解，以包括本发明的其它变型与实施方式，在不偏离本发明的范围与等效范围的情况下本领域的技术人员可以做出本发明的其它变型与实施方式。

Claims (22)

1.一种用于建立髓内路径的系统，包括：
本体，其被定尺寸并且构造为容纳在切除的骨空间内并且限定延伸通过所述本体的第一穿孔，所述第一穿孔被定尺寸并且构造为容纳通过其中的外科手术工具；以及
第一骨接合结构，其沿着第一方向从所述本体延伸出，所述第一骨接合结构包括与第一骨的表面形貌互补的第一表面，
其中，当所述骨接合结构的所述第一表面与同所述第一表面互补的所述第一骨的表面形貌接合时，由所述第一穿孔限定的轴与所述第一骨的机械轴基本上共线。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一骨是胫骨。
3.根据权利要求1所述的系统，其中第二骨接合结构沿着与所述第一方向基本上相对的方向从所述本体延伸出，所述第二骨接合结构包括与第二骨的表面形貌互补的第二表面。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第二骨是距骨。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括：
钻孔引导件，其被定尺寸并且构造为容纳在由所述本体限定的所述第一穿孔内，所述钻孔引导件限定了第二穿孔，所述第二穿孔被定尺寸并且构造为容纳通过其中的所述外科手术。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一穿孔包括减小的直径部分，并且所述钻孔引导件的外表面包括第一部分，所述第一部分具有小于第二部分的横截面积并且被定尺寸并且构造为容纳在所述第一穿孔的所述减小的直径部分内。
7.根据权利要求5所述的系统，其中所述钻孔引导件的外表面包括与布置在所述第一穿孔内的非旋转特征互补的平坦表面。
8.根据权利要求5所述的系统，其中所述第二穿孔沿着其长度的至少一部分逐渐缩小。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述本体限定了用于将所述本体接合到接合杠的至少一个孔，所述接合本体构造为与从足部保持组件延伸出的一对对直杆接合。
10.一种用于建立髓内路径的系统，包括：
钻孔引导件座架，其包括被定尺寸并且构造为容纳在切除的骨空间内的本体，所述本体限定了延伸通过所述本体的第一穿孔，第一骨接合结构，其沿着第一方向从所述本体延伸出并且包括与第一骨的表面形貌互补的第一表面；以及
钻孔引导件，其被定尺寸并且构造为容纳在由所述钻孔引导件座架的所述本体限定的所述第一穿孔内，所述钻孔引导件限定了第二穿孔，所述第二穿孔被定尺寸并且构造为容纳通过其中的外科手术工具。
其中，当所述骨接合结构的所述第一表面与同所述第一表面互补的所述第一骨的所述表面形貌接合时，由所述第一穿孔限定的轴与所述第一骨的机械轴基本上共线。
11.根据权利要求10所述的系统，其中第二骨接合结构沿着与所述第一方向基本上相对的方向从所述钻孔引导件座架的所述本体延伸出，所述第二骨接合结构包括与第二骨的表面形貌互补的第二表面。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一骨接合结构与所述第二骨接合结构各自都包括至少一个孔，所述至少一个孔被定尺寸并且构造为容纳通过其中的k-线。
13.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一穿孔包括减小的直径部分，并且所述钻孔引导件的外表面包括第一部分，所述第一部分具有小于第二部分的横截面积并且被定尺寸并且构造为容纳在所述第一穿孔的所述减小的直径部分内。
14.根据权利要求10所述的系统，其中所述钻孔引导件的外表面包括与布置在所述第一穿孔内的非旋转特征互补的平坦表面。
15.根据权利要求10所述的系统，其中所述第二穿孔沿着其长度的至少一部分逐渐缩小。
16.根据权利要求10所述的系统，还包括接合杠，所述接合杠被定尺寸并且构造为与从足部保持组件延伸出的一对对直杆接合，所述接合杠构造为接合到所述钻孔引导件座架的所述本体上，以便相对于所述足部保持组件保持所述钻孔引导件座架的位置。
17.一种方法，该方法包括：
将钻孔引导件插入到由钻孔引导件座架限定的穿孔中，所述钻孔引导件座架包括沿着第一方向从所述钻孔引导件座架的本体延伸出的第一骨接合结构并且具有与第一骨的表面形貌互补的第一表面；
将所述钻孔引导件座架与布置在所述钻孔引导件座架的所述第一穿孔内的所述钻孔引导件插入切除的骨空间中，使得所述骨接合结构的所述第一表面相应地与所述第一骨接合；以及
使外科手术工具延伸通过由所述钻孔引导件限定的第二穿孔，以在所述第一骨内建立与所述第一骨的机械轴基本上共线的髓内通道。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述钻孔引导件座架包括沿着与所述第一方向基本上相对的方向从所述钻孔引导件座架的所述本体延伸出的第二骨接合结构，所述第二骨接合结构包括与第二骨的表面形貌互补的第二表面。
19.根据权利要求18所述的方法，其中当所述骨接合结构的所述第一表面相应地与所述第一骨接合时，所述第二表面相应地与所述第二骨接合。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括：
使第一k-线插入通过由所述第一骨接合结构限定的第一孔并且进入所述第一骨中；以及
使第二k-线插入通过由所述第二骨接合结构限定的第二孔并且进入所述第二骨中。
21.根据权利要求17所述的方法，还包括：
将所述钻孔引导件座架接合到接合杠；以及
将所述接合杠附接到从外科手术固定组件延伸出的一对对直杆。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述外科手术固定组件是足部保持组件，所述第一骨是所述胫骨，并且所述第二骨是所述距骨。
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