[发明专利]力指示牵开器装置及使用方法

说明书

公开了用于测量在手术程序期间施加到关节的力的装置、系统和方法。所述装置包括插入工具、手柄和一个或多个力指示器。插入工具包括插入端和基部端。所述一个或多个力指示器可附接到插入工具和手柄。所述装置的插入端可以在手术程序期间插入到关节中，并且用于向关节施加力和/或在施加力时使用一个或多个力指示器测量力。

优先权声明

本申请要求2018年8月7日提交的名称为“FORCE-INDICATING RETRACTOR DEVICEAND METHODS OF USE(力指示牵开器装置及使用方法)”的第62/715,576号美国临时申请、2019年1月14日提交的名称为“FORCE-INDICATING RETRACTOR DEVICE AND METHODS OFUSE(力指示牵开器装置及使用方法)”第62/792,246号美国临时申请、2019年5月7日提交的名称为“FORCE-INDICATING RETRACTOR DEVICE AND METHODS OF USE(力指示牵开器装置及使用方法)”的第62/844,451号美国临时申请、2019年2月28日提交的名称为“METHODS OFMEASURING FORCE USING A TRACKING SYSTEM(使用跟踪系统测量力的方法)”的第62/811,766号美国临时申请、2019年7月17日提交的名称为“METHODS AND SYSTEMS FOR LIGAMENTBALANCING(用于韧带平衡的方法和系统)”的62/875,049号美国临时申请的优先权的权益，其中每一个临时申请以全文引用的方式并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及与计算机辅助手术系统相关的方法、系统和设备，所述计算机辅助手术系统包括各种硬件和软件部件，所述硬件和软件部件一起工作以增强手术工作流程。所公开的技术可以应用于例如肩关节、髋关节和膝关节成形术，以及其它外科手术，例如关节镜手术、脊柱手术、颌面手术、肌腱套手术以及韧带修复和置换手术。

背景技术

使用计算机、机器人和成像来辅助骨科手术在本领域中是已知的。对用来引导手术程序的计算机辅助导航和机器人系统来说，已经有大量研究和开发。例如，手术导航系统可以帮助外科医生以高准确度定位患者解剖结构、引导手术器械和植入医疗装置。手术导航系统通常采用各种形式的计算技术来执行各种标准和微创手术程序和技术。此外，这些系统允许外科医生相对于患者的身体更准确地规划、跟踪和导航器械和植入物的放置，以及进行术前和术中身体成像。

骨科植入物用于重塑表面(重塑表面)或置换关节，例如通常经历高度应力和磨损或创伤的膝盖、髋、肩、踝和肘部。用于置换这些关节的植入物必须坚固，并且能够承受每天的压力并且在这些关节处的磨损，特别是对于负重的膝盖和髋关节置换。然而，提供足够强且适当配合的植入物是具有挑战性的。传统的骨科植入物由聚合物、陶瓷、金属或其它适当材料制成，并且形成为使得它们牢固地适合患者的骨骼。例如，在膝关节置换手术中，典型方法涉及切割胫骨和/或股骨的末端，然后将新的植入物安装到切割端。植入物的大小通常由外科医生基于手部测量和视觉估计来确定。骨骼和植入物之间的大小和配合可能不同–在某些情况下，大小和配合可能太松，而在其他情况下，大小和配合可能太紧。

机器人辅助全膝关节成形术(TKA)向用户提供在执行骨切除之前规划植入物手术程序并观察预期结果的能力。为了执行虚拟规划，需要关于患者膝盖的两个生理方面的信息。具体地，虚拟规划系统需要(1)关于患者的股骨和胫骨的解剖信息，以及(2)关于关节内的软组织张力/松驰度的信息。获得关于患者的股骨和胫骨的信息(即，骨解剖结构)可以多种方式无论是在手术前还是在手术中可靠地执行。然而，周围软组织的特性不太客观。主要系统输入缺乏客观性可能导致结果不一致。