[发明专利]用于优化关节成形术部件设计的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年6月10日提交的美国专利申请第14/300,805号的优先权。

关于联邦赞助研发的声明

不适用

发明背景

1.发明领域

本发明涉及一种用于优化关节成形术部件设计的方法，并且更具体地涉及用于通过使用计算机断层扫描数据来优化肩成形术部件设计的方法。

2.相关技术描述

用于肩关节置换的各种假体是已知的。在一个示例性的肩假体中，肱骨的上部分由肱骨部件替代，该肱骨部件包括(i)延伸到形成于肱骨内的孔中的柄部，以及(ii)连接于柄部的大体上半球形头部。肱骨部件的半球形头部与安装在肩胛骨的关节盂腔内的关节盂部件的互补凹部段相铰接。这种类型的肩假体可称为“主要”或“总”假体。在通常称为“反向”或“倒置”假体的另一示例肩假体中，关节盂部件包括与肱骨部件的头部的互补凹部段铰接的凸部段。

全肩置换术的一种替代称为肩部半成形术。在此种手术的一种型式中，肱骨头部由大体半球形头部替换，该大体半球形头部可以包括或者可以不包括所连接的柄部。肩胛骨的关节盂腔并不由关节盂部件替换，而是以如下方式修整，该方式赋予该关节盂腔光滑的表面和与大体半球形替换头部相匹配的形状。此种手术的另一型式可以使用一种关节盂部件，其中对肱骨头部进行表面重整。

在当前可获得的肩成形术系统中已发现了若干缺陷，该肩成形术系统包括并不基于解剖结构分布的关节盂尺寸(主要和反向)和肱骨尺寸。此外，用于治疗近侧肱骨骨折的反向成形术的出现也改变了对于合适的骨折柄部的需求。确切的设计特征需要使得骨折柄部适合于用于半成形术和反向成形术。虽然对肱骨的表面重整已变得普遍，但这些设计并不基于解剖结构分布。当前可用的仪器是不合适的并且会导致显著的型式错位和倾斜。

已在不具有关节炎的肩部上执行盂肱解剖的现有磁共振成像和尸体研究(Iannotti等人于1992年发表在J骨关节外科手术上第74卷491-500页(J Bone Joint Surg Am.1992；74:491-500)的“The normal glenohumeral relationships.An anatomical study of one hundred and forty shoulders(正常盂肱关系，一百四十个肩部的解剖研究)”；Hertel等人于2002年7/8月发表在J肩肘外科手术上第331-338页(J Shoulder Elbow Surg.,July/August 2002,pp.331-338)的“Geometry of the proximal humerus and implications for prosthetic design(近侧肱骨的几何形状和对假体设计的意义)”；以及Boileau等人于1997年发表在J骨关节外科手术[Br]上的79-B卷第857-865页(J Bone Joint Surg[Br],1997；79-B:857-865)的“The Three-Dimensional Geometry Of The Proximal Humerus-Implications For Surgical Technique And Prosthetic Design(近侧肱骨的三维几何形状-对于手术技术和假体设计的意义)”)。然而，事实上，肩成形术并不是在正常的肩部上执行。肩成形术在患有关节炎的患者中、在软骨损失和通常相关的骨损失的情况下进行。为了制作将会适应患有关节炎的患者的适当尺寸的植入件，重要的是理解这些患者的解剖结构。

典型的是，设计外科医生已使用具有三个关节盂尺寸的系统。在一种研究中，已确定的是，全肩置换术中所使用的关节盂部件的分布如下：4％大的、40％中等的和56％小的。可以观察到的是，基于部件的用途，这些植入件的尺寸选择并非是最佳的。如果关节盂部件尺寸并非是最佳的，会存在与由于在将关节盂部件附连于肩胛骨中所使用的紧固件而使得关节盂穿孔相关联的问题。此外，某些部件可能对于较小的患者而言过大，从而导致部件悬垂并且潜在地导致侵犯重要的神经血管结构。因此，可以假设的是，优选较小的关节盂部件可能归因于对于避免关节盂穿孔和/或避免部件悬垂的需要。然而，较大的关节盂部件可能导致更佳的匹配假体和更大的稳定性。