ПРОБНАЯ УСТАНОВКА ИМПЛАНТАТА
IMPLANT TRIALLING

Настоящее изобретение относится к пробной установке имплантата и, в частности, к пробным имплантатам суставов шаровидного типа.
Эндопротезы можно применять для замены суставов шаровидного типа, таких как плечевые суставы и тазобедренные суставы. Многие из этих эндопротезов имеют общую конструкцию компонента ножки, который устанавливается в длинной кости (такой как бедренная или плечевая кость) и к которому прикрепляется компонент головки, обеспечивающий шарнирную поверхность. Компонент головки может устанавливаться в компоненте, имеющем вогнутую шарнирную поверхность, иногда называемую чашкой, с тем чтобы полностью восстановить сустав шаровидного типа.
При хирургическом вмешательстве часто оказывается важным точно разместить и расположить протезные компоненты. Обычно в ходе хирургического вмешательства в костях пациента формируют полости, например, с применением сверла или бура, и производят резекцию частей костей пациента, например, с применением пилы, для подготовки костей к имплантации протеза сустава. Подготовка костей представляет собой не вполне надежный и воспроизводимый процесс, поэтому иногда фактическое расположение имплантатов в подготовленных костях пациента не соответствует запланированному расположению. Таким образом, в процессе хирургического вмешательства часто применяются пробные компоненты, чтобы в ходе операции оценить расположение имплантатов и определить, требуется ли внесение изменений в имплантаты или подготовку костей для приведения фактического расположения имплантата в соответствие с планируемым расположением.
Хотя в идеале применяются пробные компоненты, в некоторых случаях хирурги могут принять решение не применять пробный компонент или хирург может пожелать провести дополнительную пробную установку имплантированного протезного компонента, например, потому что расположение реального протезного компонента может отличаться от расположения пробного компонента. Следовательно, хирург может пожелать провести некоторые пробные установки реального протезного компонента для повышения эффективности рабочего процесса или потому, что расположение протезного компонента уже фиксировано и, таким образом, обеспечивает более надежные данные. Однако поскольку протезный компонент не предназначен для пробной установки, применение протезного компонента может снизить надежность пробной установки.
Следовательно, было бы полезно повысить надежность пробной установки для суставов шаровидного типа.
Предлагаемые имплантаты часто имеют различные размеры, и наиболее подходящий для конкретного пациента размер можно определить только во время операции, когда кости уже подготовлены. Поэтому может быть необходимо обеспечить наличие широкого диапазона размеров пробных компонентов, чтобы охватить большинство сценариев. Кроме того, при наличии возможности изменения свойства имплантата, например, относительного смещения, путем сочетания различных частей, может потребоваться множество различных частей имплантата для каждого размера имплантата. Таким образом, может потребоваться большое число пробных частей, что может привести к путанице, снижению эффективности хирургического вмешательства, увеличению запасов, усложнению производства и повышению затрат.
Пример пробного имплантата для сустава шаровидного типа с компонентом ножки и регулируемым шарнирным компонентом описан в патенте US 5569263. Шарнирный компонент прикреплен к шейке, которая проходит от компонента ножки и которая имеет множество канавок вдоль своей длины. Фиксирующий механизм может обеспечивать выборочное зацепление с одной из канавок для регулировки расположения шарнирного компонента относительно ножки для регулировки расположения центра вращения сустава.
Еще один регулируемый пробный имплантат описан в DE 102008030260. Этот пробный имплантат имеет шарнирный компонент, который может съемно соединяться с дополнительным компонентом в различных положениях соединения, например, с применением винтового механизма.
Следовательно, было бы полезно упростить пробную установку для суставов шаровидного типа.
В соответствии с первым аспектом изобретения предлагается система пробной установки. Система пробной установки может включать ножку эндопротеза, имеющую шейку с конусом и протектором, который покрывает по меньшей мере часть конуса и может быть удален с конуса. Головка пробного имплантата может иметь пробную шарнирную поверхность и может включать пробное отверстие, выполненное с возможностью установки в него с сопряжением конуса, покрытого протектором, с образованием пробного узла ножки эндопротеза. Пробное отверстие может быть шире конуса или длиннее конуса.
Следовательно, хирург может проводить пробы, применяя протезную ножку, в то время как часть или весь конус ножки защищен протектором во избежание загрязнения или повреждения, поскольку отверстие в пробной головке выполнено с возможностью размещения протектора конуса так, что по меньшей мере часть или вся шарнирная поверхность пробной головки и шарнирная поверхность соответствующей протезной головки будут совпадать. В противном случае пробная установка протезного компонента может вызвать его повреждение, либо в форме механического повреждения, либо загрязнения стыковочных поверхностей. Следовательно, хирург может быть более уверен в том, что шарнирная поверхность, образованная пробным узлом, будет очень близка к шарнирной поверхности протезного узла при снижении вероятности загрязнения или повреждения конуса, затрудняющих соединение протезной ножки и протезной головки.
Пробное отверстие может быть шире конуса и длиннее конуса.
Пробное отверстие может быть неконическим. Например, пробное отверстие может иметь форму кругового цилиндра.
Система пробной установки может дополнительно содержать головку эндопротеза. Головка эндопротеза может иметь протезную шарнирную поверхность и может включать коническое отверстие, выполненное с возможностью установки в него с сопряжением конуса с образованием протезного узла ножки эндопротеза и головки эндопротеза. Пробный узел может обеспечивать по меньшей мере участок или всю пробную шарнирную поверхность, совпадающую с протезной шарнирной поверхностью, обеспечиваемой протезным узлом.
Конус может иметь боковую стенку, а протектор может быть в форме гильзы, которая покрывает всю боковую стенку конуса. Гильза может иметь коническую внутреннюю стенку.
Конус может иметь боковую стенку и торцевую стенку, а протектор может быть в форме колпачка, который покрывает всю боковую стенку конуса и всю или часть торцевой стенки конуса. Колпачок может иметь коническую внутреннюю стенку.
Протектор может иметь внутреннюю поверхность, которая зацепляет конус. Протектор может иметь внешнюю поверхность, выполненную с возможностью зацепления внутри пробного отверстия. Внутренняя поверхность может быть деформируемой. Внутренняя поверхность может быть упруго деформируемой. Внешняя поверхность может быть недеформируемой или жесткой.
Протектор может иметь одну часть или иметь единую конструкцию. Протектор может иметь области различной твердости.
Протектор может быть выполнен из материала одного типа. В разных областях или участках протектора материал может иметь различные свойства, такие как устойчивость к деформации.
Протектор может иметь две части. Первая часть может быть деформируемой. Вторая часть может быть недеформируемой или жесткой. Первая часть может располагаться внутри второй части.
Первая часть и вторая часть могут быть выполнены из материала одного типа. Материалы первой части и второй части могут иметь различные свойства, такие как устойчивость к деформации.
Первая часть может быть выполнена из первого материала, а вторая часть может быть выполнена из второго материала, отличного от первого материала.
Первая часть может иметь коническую внутреннюю поверхность. Вторая часть может иметь внешнюю поверхность в форме кругового цилиндра.
Внутренняя поверхность может иметь форму, обеспечивающую неподвижную посадку на конус. Например, внутренняя поверхность может иметь форму кругового цилиндра. Внешняя поверхность может иметь форму, обеспечивающую конусную посадку в пробном отверстии. Например, внешняя поверхность может быть конической.
Система пробной установки может дополнительно содержать ножку пробной части, имеющей шейку с пробным конусом. Пробный конус может быть выполнен с возможностью установки с сопряжением внутри пробного отверстия с образованием дополнительного пробного узла ножки пробной части и головки пробного имплантата. Дополнительный пробный узел может обеспечивать по меньшей мере участок пробной шарнирной поверхности, совпадающей с протезной шарнирной поверхностью, обеспечиваемой протезным узлом.
Ножка пробной части может включать механизм крепления для разъемного прикрепления ножки пробной части к верхней части сверла или части сверла.
Система пробной установки может дополнительно содержать механизм регулировки смещения, позволяющий изменять положение головки пробного имплантата вдоль продольной оси шейки.
Механизм регулировки смещения может содержать первую конструкцию и
множество вторых конструкций. Множество вторых конструкций может располагаться под углом вокруг продольной оси. Одна из первой конструкции и множества вторых конструкций может быть обеспечена на шейке, а другая может быть обеспечена внутри пробного отверстия. Каждая из вторых конструкций может зацепляться с сопряжением с первыми конструкциями для ограничения глубины введения шейки в пробное отверстие другой величиной.
Первая конструкция может быть обеспечена на протекторе, а множество вторых конструкций могут быть обеспечены внутри пробного отверстия головки пробного имплантата.
Первая конструкция может быть внутри пробного отверстия головки пробного имплантата, а множество вторых конструкций могут быть обеспечены на протекторе.
Первая конструкция может быть охватываемой. Например, первая конструкция может содержать выступ. Каждая из вторых конструкций может быть охватывающей. Каждая из вторых конструкций может содержать паз. Каждый паз может иметь свою длину.
Первая конструкция может содержать первую пару конструкций. Множество вторых конструкций может содержать множество вторых пар конструкций.
Головка пробного имплантата может включать множество маркировок. Множество маркировок могут обеспечивать шкалу. Каждая маркировка может соответствовать отдельному смещению, связанному с соответствующей одной из вторых пар конструкций.
Множество маркировок может быть обеспечено на боковой части пробной шарнирной поверхности. Множество маркировок может быть расположено под углом вокруг продольной оси.
Шейка может включать множество маркировок. Множество маркировок могут обеспечивать шкалу. Каждая маркировка может соответствовать отдельному смещению, связанному с соответствующей одной из вторых пар конструкций.
Множество маркировок может быть расположено в разных положениях вдоль продольной оси шейки.
Каждая вторая пара конструкций может быть расположена диаметрально противоположно вокруг продольной оси.
Вторых пар конструкций может быть по меньшей мере три, по меньшей мере четыре, предпочтительно по меньшей мере пять и более предпочтительно по меньшей мере шесть.
В дополнительном аспекте изобретения предлагается способ пробной установки имплантата. Этот способ может включать размещение в кости пациента ножки эндопротеза, имеющей шейку с конусом, по меньшей мере частично покрытым съемным протектором. Конус, по меньшей мере частично покрытый съемным протектором, может устанавливаться с сопряжением внутри пробного отверстия головки пробного имплантата, имеющей пробную шарнирную поверхность, с образованием пробного узла ножки эндопротеза и головки пробного имплантата. Головку пробного имплантата можно удалить с ножки протезного компонента. Протектор можно удалить с конуса. Конус может устанавливаться с сопряжением внутри конического отверстия в головке эндопротеза, имеющей протезную шарнирную поверхность, с образованием протезного узла ножки эндопротеза и головки эндопротеза. Пробное отверстие может быть выполнено таким образом, что пробный узел будет обеспечивать по меньшей мере участок или всю пробную шарнирную поверхность, совпадающую с протезной шарнирной поверхностью, обеспечиваемой протезным узлом.
Пробное отверстие может быть шире и/или длиннее конуса. Это позволяет разместить протектор внутри пробной головки, сохраняя при этом геометрию пробной и протезной шарнирных поверхностей.
Способ может дополнительно включать отцепление головки пробного имплантата от конуса, который при этом по меньшей мере частично покрыт съемным протектором. Головка пробного имплантата может поворачиваться. Первая конструкция или пара конструкций может повторно зацепляться с одной из множества вторых конструкций или вторых пар конструкций, обеспечиваемых съемным протектором внутри пробного отверстия и устанавливающих с сопряжением конус, по меньшей мере частично покрытый съемным протектором внутри пробного отверстия, с образованием дополнительного пробного узла, имеющего смещение, отличное от смещения пробного узла.
Варианты осуществления изобретения далее описаны подробно только в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на Фиг. 1А-1D приведены различные виды головки пробной системы в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;
на Фиг. 2А-2D приведены различные виды шейки пробной системы первого варианта осуществления изобретения;
на Фиг. 3А-3С приведены виды в перспективе пробной системы первого варианта осуществления изобретения в процессе применения;
на Фиг. 4А-4С приведены различные виды пробной системы первого варианта осуществления изобретения с обеспечением различных величин смещения;
на Фиг. 5А-5D приведены различные виды головки пробной системы в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения;
на Фиг. 6А-6D приведены различные виды шейки пробной системы второго варианта осуществления изобретения;
на Фиг. 7 приведен вид сбоку пробной системы изобретения, иллюстрирующий маркировку на компоненте головки;
на Фиг. 8 приведен вид в перспективе компонента шейки пробной системы, иллюстрирующий маркировку на шейке;
на Фиг. 9 приведен вид сбоку пробной системы с применением компонента шейки, показанного на Фиг. 8;
на Фиг. 10 приведен вид в перспективе частей дополнительной пробной системы в соответствии со вторым аспектом изобретения;
на Фиг. 11 приведен вид в поперечном разрезе частей пробной системы, показанной на Фиг. 10;
на Фиг. 12 приведен вид в поперечном разрезе протезных компонентов пробной системы, показанной на Фиг. 10;
на Фиг. 13 приведен вид в поперечном разрезе частей второго варианта осуществления дополнительной пробной системы;
на Фиг. 14 приведен вид в поперечном разрезе частей третьего варианта осуществления дополнительной пробной системы;
на Фиг. 15 приведен вид в перспективе частей четвертого варианта осуществления дополнительной пробной системы;
на Фиг. 16 приведен вид в поперечном разрезе частей четвертого варианта осуществления дополнительной пробной системы, показанной на Фиг. 15;
на Фиг. 17 приведен схематический вид в перспективе протектора конуса и шейки пятого варианта осуществления дополнительной пробной системы;
на Фиг. 18 приведен схематический вид в перспективе протектора конуса и шейки шестого варианта осуществления дополнительной пробной системы;
на Фиг. 19 приведен схематический вид в перспективе протектора конуса и шейки седьмого варианта осуществления дополнительной пробной системы;
на Фиг. 20 приведен схематический вид в перспективе дополнительного варианта осуществления протектора пробной системы изобретения;
на Фиг. 21А-21D приведены различные виды головки, шейки и пробной системы в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения; и
на Фиг. 22А-22D приведены различные виды головки, шейки и пробной системы в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения.
Для более полного понимания принципов структуры, работы и применения устройств и способов, описанных в настоящем документе, ниже в качестве примеров приведено описание некоторых вариантов осуществления изобретения. Один или более примеров этих вариантов осуществления показаны на прилагаемых чертежах. Специалисту, обладающему обычными познаниями в данной области, будет очевидно, что устройства и способы, конкретно описанные в настоящем документе и показанные на прилагаемых чертежах, представляют собой примеры осуществления, не имеющие ограничительного характера, и что объем настоящего изобретения определяется исключительно формулой изобретения. Элементы, показанные или описанные в связи с одним примером осуществления, можно комбинировать с элементами других вариантов осуществления. Предполагается, что объем настоящего изобретения включает такие модификации и варианты.
Хотя изобретение будет описано ниже со ссылкой на тазобедренный имплантат, следует понимать, что изобретение также применимо к другим имплантатам суставов шаровидного типа, таким как плечевой имплантат. Далее термины «протез» или «протезный» применяются для обозначения реального имплантата, окончательно устанавливаемого хирургом для замены сустава пациента, а термин «пробный» применяется для обозначения имплантатов, устанавливаемых временно или применяемых хирургом во время операции для целей пробной установки.
Первый аспект изобретения направлен на сокращение числа компонентов пробной головки, необходимых для пробной установки с различными смещениями, и/или размерами головки, и/или доступными размерами конуса. Это достигается путем выполнения шейки и пробной головки таким образом, чтобы обеспечить прикрепление пробной головки к шейке на разных глубинах, что соответствует различным доступным величинам смещения для этого размера головки. Например, для существующих систем имплантатов может потребоваться множество различных пробных головок, например, до двадцати одной, чтобы обеспечить различные комбинации смещения, размера конуса и размера головки, необходимые для проведения надежной пробной установки. Однако это число может быть сокращено до всего 7 различных пробных головок: одной 28 мм пробной головки; двух 36 мм пробных головок; двух 40 мм пробных головок; и двух 44 мм пробных головок, причем каждая пробная головка будет обеспечивать три различных смещения. При условии обеспечения пробными головками более трех величин смещения, в частности, крупными пробными головками, число пробных головок может быть уменьшено до менее чем семи.
Второй аспект изобретения направлен на повышение надежности пробной установки суставов шаровидного типа за счет предоставления хирургу возможности принимать решение о применении компонента ножки эндопротеза вместо компонента пробной ножки. Применяются протектор конуса ножки и специально выполненный компонент пробной головки, в котором пробная головка выполнена с возможностью взаимодействия с протектором конуса ножки таким образом, что при сборе узел протезной ножки и пробной головки имеет такую же геометрию, как у протезной ножки и протезной головки, соответствующей пробной головке. Протектор конуса ножки позволяет применять протезную ножку для пробной установки, при этом защищая конус ножки от повреждения и/или воздействия текучих сред в месте операции, которые, в противном случае, могут снизить надежность сопряжения между конусом протезной ножки и компонентом протезной головки.
Первый и второй аспекты изобретения также можно комбинировать для обеспечения регулировки смещения и защиты конуса ножки.
На Фиг. 1А-1D приведены соответственно вид в горизонтальной проекции, вид снизу, вид сбоку и вид в поперечном разрезе первого варианта осуществления пробной головки 100, являющейся частью системы пробного имплантата в соответствии с первым аспектом изобретения. Пробная головка 100 имеет форму усеченного шара и имеет шарнирную поверхность 102, проходящую по боковой и верхней частям поверхности шара. Нижняя поверхность 104 имеет плоскую, по существу круглую форму. Пробная головка 100 имеет продольную ось 106, проходящую через центр нижней круглой поверхности 104 и через полюс в верхней части шарнирной поверхности 102, относительно которой шарнирная поверхность по существу осесимметрична.
Как наиболее наглядно показано на Фиг. 1В и поперечном сечении 1D (по линии А-А на Фиг. 1С), отверстие 108 в форме прямого кругового цилиндра образовано внутренней стенкой внутри пробной головки и проходит вдоль продольной оси. Внутренняя стенка пробной головки включает двенадцать пазов, проходящих вдоль продольной оси 106 и расположенных равноугольно вокруг продольной оси. Пазы каждой пары из шести противоположных пар пазов, например, пазы 110 и 112, имеют одинаковую длину, а каждая пара из шести пар пазов имеет разную длину, как наиболее наглядно показано на Фиг. 1D. Каждый паз в паре пазов расположен диаметрально противоположно другому в отверстии.
Пробная головка может быть выполнена из любого подходящего материала, такого как металлы, сплавы или пластмассы, в частности, полимеры. Предпочтительно пробная головка выполнена из материала, вряд ли способного повредить шарнирную поверхность гнездового компонента в случае если пользователь осуществляет пробную установку эндопротеза, такого как, ацетабулярный колпачок. Например, пробная головка может быть выполнена из отшлифованного до гладкости стекла полиарилэфиркетона (ПАЭК), такого как предлагаемый под названием AvaSpire (товарный знак, который может быть зарегистрирован в некоторых странах), полиэфирэфиркетона (ПЭЭК) или полифенилсульфона (ПФСУ), такого как предлагаемый под названием Radel (товарный знак, который может быть зарегистрирован в некоторых странах). Пробная головка 100 обеспечивается во множестве различных размеров, причем каждый размер соответствует размеру соответствующей протезной головки. Размер головки может определяться диаметром сферической части. Например, пробная и протезная головки могут быть обеспечиваться в размерах 28 мм, 36 мм, 40 мм и 44 мм.
На Фиг. 2А-2D приведены, соответственно, вид в горизонтальной проекции, вид сбоку, вид с торца и вид снизу первого варианта осуществления компонента 120 ножки, являющегося частью системы пробного имплантата в соответствии с первым аспектом изобретения. Компонент ножки включает шейку 122, имеющую свободный конец 124 и раструбное основание 126. Нижняя сторона основания 126 включает первую охватываемую конструкцию 126 крепления и вторую охватывающую конструкцию 128 крепления для разъемного прикрепления компонента ножки к сопрягаемым элементам сверла, которое применяется для подготовки полости в длинной кости для установки ножки протеза. Свободный конец 124 шейки 122 имеет по существу форму прямого кругового цилиндра со скошенным верхним краем 130, проходящим вокруг верхней наиболее круглой поверхности 132. Шейка 122 имеет продольную ось 123, проходящую вдоль ее длины и через центр круглой поверхности 132. Первый выступ 134 и второй выступ 136 проходят от боковой стенки свободного конца и обеспечивают пару выступов, расположенных диаметрально противоположно друг другу. Выступы имеют одинаковую толщину, и их толщина аналогична ширине каждого из пазов в пробной головке, так что пару выступов можно плотно и скользяще устанавливать в каждую из пар пазов.
В альтернативном варианте осуществления компонент 120 ножки обеспечивается как часть ножки пробного имплантата, а не как отдельная часть, которая прикрепляется к сверлу.
На Фиг. 3A-3C приведены соответствующие виды в перспективе узла 140 пробной головки 100 и компонента 120 ножки на различных этапах применения. Как показано на Фиг. 3A, продольная ось 106 отверстия 108 выровнена с продольной осью 123 шейки 122 и с пробной головкой 100, повернутой с выравниванием одной из пар пазов с парой выступов 134, 136 шейки. Шейка 120 затем вводится в отверстие 108, причем пара выступов скользяще устанавливаются внутри соответствующих пазов пары пазов. Шейка поступательно продвигается в отверстие, пока верхние концы 137, 138 выступов не упрутся в соответствующие закрытые концы пары пазов для предотвращения дальнейшего перемещения шейки внутри отверстия, как показано на Фиг. 3С. Это затем контролирует глубину введения шейки в пробную головку и, следовательно, смещение узла пробной головки и компонента ножки при установке пробной головки в определенное угловое положение. Смещение узла по существу представляет собой различие между простиранием узла имплантата в медиальном-боковом направлении и эталонным простиранием («нулевым смещением», хотя узел имплантата все же имеет конечное простирание в медиальном-боковом направлении).
На Фиг. 4A-4C приведены соответственно, вид сбоку, вид с торца и вид в поперечном разрезе узла 140 с различными величинами смещения. Поскольку каждая пара пазов имеет разную длину, за счет изменения угла поворота пробной головки вокруг продольной оси можно выбрать другую пару пазов, с которыми будет зацепляться пара выступов, чтобы контролировать глубину введения шейки 122 в отверстие 108. На Фиг. 4А приведен узел 140 в первой конфигурации 142 максимального смещения, где пробная головка находится в первом угловом положении, в котором пара выступов 134, 136 установлена внутри самой длинной пары пазов из шести пар пазов, что соответствует увеличению смещения на 15,5 мм. На Фиг. 4В приведен узел 140 в конфигурации 144 промежуточного смещения, где пробная головка находится во втором угловом положении, в котором пара выступов 134, 136 установлена внутри другой пары пазов из шести пар пазов, что соответствует увеличению смещения на 5 мм. На Фиг. 4С приведен узел 140 в конфигурации 146 минимального смещения, где пробная головка находится в третьем угловом положении, в котором пара выступов 134, 136 установлена внутри самой короткой пары пазов из шести пар пазов, что соответствует уменьшению смещения на 2 мм.
Как наиболее наглядно показано на Фиг. 1В, пробная головка включает шесть пар пазов различной длины, и, следовательно, шесть различных смещений (-2 мм, +1,5 мм, +5 мм, +8,5 мм, +12 мм и +15,5 мм) можно выбрать путем изменения углового положения пробной головки с выбором одного из шести дискретных угловых положений. Следует понимать, что для изменения смещения узла пробную головку перемещают от ножки на расстояние, достаточное для полного отцепления выступов от открытых концов пазов. Пробная головка затем может поворачиваться вокруг своей продольной оси для выбора другого смещения и предоставления выступам другой пары пазов. Пробную головку затем перемещают к компоненту ножки с выравниванием их соответствующих продольных осей, с тем чтобы зацепить выступы с другой парой пазов и, следовательно, выполнить узел со смещением, отличным от предыдущей конфигурации узла.
Как показано также на Фиг. 1В, узел может включать маркировки, указывающие величину смещения, связанного каждой из различных пар пазов. В первом варианте осуществления маркировки обеспечены на нижней поверхности 104 пробной головки, смежно с открытыми концами пазов, соответствующих смещениям. Как показано на Фиг. 1В, маркировки могут быть цифровыми, чтобы указывать величину смещения, а также могут включать знак (плюс или минус), чтобы указывать на увеличение смещения относительно произвольного нуля (плюс) или уменьшение относительно произвольного нуля (минус). Следовательно, например, пара пазов 110, 112 соответствует уменьшению смещения на 2 мм.
На Фиг. 5А-5D приведены соответственно вид в горизонтальной проекции, вид снизу, вид сбоку и вид в поперечном разрезе второго варианта осуществления пробной головки 200, являющейся частью системы пробного имплантата в соответствии с первым аспектом изобретения. Также на Фиг. 6А-6D приведены соответственно вид в горизонтальной проекции, вид сбоку, вид с торца и вид снизу второго варианта осуществления компонента 220 ножки, являющегося частью системы пробного имплантата в соответствии с первым аспектом изобретения. Второй вариант осуществления пробной головки 200 и компонента ножки 220 аналогичен по конструкции описанному выше первому варианту осуществления. Однако во втором варианте осуществления пара выступов 234, 236 обеспечена на пробной головке 200, а множество пар пазов, например, пара пазов 210, 212, обеспечены на компоненте 220 ножки.
Как наиболее наглядно показано на Фиг. 5D, где приведен вид в поперечном сечении вдоль линии A”’-A”’ Фиг. 5С, пара выступов 234, 236 проходит с противоположных сторон внутренней стенки пробной головки 220, которая иначе образует по существу круглое цилиндрическое отверстие 208, проходящее вдоль продольной оси 226 пробной головки 200. Как показано на Фиг. 5D, выступы проходят от нижнего края 244, 246 заподлицо с нижней поверхностью 204 до некоторой промежуточной точки в отверстии 208. Как показано на Фиг. 6A, 6B и 6C, свободный конец 224 содержит в общей сложности 6 пазов, что обеспечивает три пары пазов, причем каждая пара имеет разную длину паза и, таким образом, контролирует глубину введения шейки 222 в отверстие 208 посредством упирания нижних концов 244, 246 выступов в закрытые концы одной из пар пазов, например, пазов 210, 212.
Положение нижних краев 244, 246 и/или длина выступов вдоль продольной оси 206 могут быть разными. Положение нижних краев 244, 246 просто согласуется с положением закрытых концов пазов для контроля глубины введения шейки 222 в отверстие 208.
Следует понимать, что пробная головка 100, 200 имеет тот же размер, что и соответствующая протезная головка, вместо которой она применяется для пробной установки, и, следовательно, предоставляет такую же шарнирную поверхность, что и протезная головка. Кроме того, положения и длины пазов и выступов выполнены таким образом, чтобы пробный узел, выполненный с возможностью иметь выбранное смещение, например, +15 мм, имел такую же геометрию и предоставлял шарнирную поверхность в том же положении и ориентации, что и узел протезной ножки и головки с соответствующим смещением, т.е. +15 мм в этом примере.
В первом варианте осуществления маркировки, указывающие смещение, связанное с определенной одной из пар пазов, находятся на нижней поверхности 104 пробной головки. Однако в других вариантах осуществления могут применяться другие расположения маркировки, например, для улучшения видимости маркировок для хирурга при применении пробного узла.
На Фиг. 7 показана альтернативная или дополнительная схема маркировки, которая может применяться с первым вариантом осуществления. Головка 100 включает множество маркировок 116 на латеральном или боковом участке шарнирной поверхности 102, смежной с соединением с нижней поверхностью 104. Множество маркировок 116 обеспечивает шкалу, по которой можно считывать смещение, соответствующее текущей выбранной одной из пар пазов. Маркировки116 включают штрих 117 и указание направления (увеличение или уменьшение) и величины 118 смещения, нанесенные в положении, совпадающем с положением соответствующего паза, и расположенные с упором в продольную ось 106 пробной головки. Эквивалентные маркировки обеспечиваются на противоположной стороне головки и в диаметрально противоположных положениях. Шейка 120 включает одну линию маркировки 140, проходящую вдоль продольной оси 123 шейки и выровненную с плоскостью, проходящей через пару выступов 134, 136. Следовательно, маркировка 140 обеспечивает ссылку или данные, указывающие угловое положение выступов на шейке и которые могут применяться для указания смещения, связанного с текущей конфигурацией шейки 120 и пробной головки 100, путем считывания одной из маркировок 116 головки, выровненных с эталонной линией 140, т.е. +15,5 мм в примере, показанном на Фиг. 7.
На Фиг. 8 и 9 показаны другие альтернативные или дополнительные схемы маркировки, которые могут применяться с первым или вторым вариантами осуществления пробного узла. Как показано на Фиг. 8, шейка 124 ножки 120 включает множество маркировок 150. Множество маркировок 150 обеспечивает шкалу, по которой можно считывать смещение, соответствующее текущей выбранной одной из пар пазов. Множество маркировок 150 включает линейную маркировку 152, проходящую вдоль продольной оси 123 шейки, и множество градуировок, например, градуировку 154, и указание направления (т.е. увеличение или уменьшение смещения) и величины, например, 156, связанных с каждой градуировкой. Как показано на Фиг. 9, градуировки и маркировки разнесены вдоль линии 152 таким образом, что когда выступы 136, 134 сопрягаются с одной из пар пазов, упираясь в их концы, положение вдоль продольной оси нижней поверхности 104 пробной головки 100 является смежным с градуировкой 154 и указанием 156 смещения, соответствующего текущей выбранной паре пазов, т.е. +12 в показанном примере. Поэтому любые маркировки выше по шкале закрываются пробной головкой, в то время как маркировки ниже по шкале видны. Таким образом, нижняя сторона головки и соединение с боковой частью шарнирной поверхности выполняют роль ссылки или данных, которые позволяют считывать «последнюю» видимую маркировку на шкале и которые являются смежными с нижней стороной пробной головки.
Далее будет описано применение системы пробного имплантата применительно к процедуре артропластики тазобедренного сустава. Система может включать множество пробных головок 100 различных размеров, соответствующих типичному диапазону размеров пациентов. Система может также включать пробные головки одинакового размера, но каждая из которых имеет различные множества пазов, так что имеется полный диапазон смещений для любого конкретного размера головки. Хотя система пробного имплантата может включать множество пробных головок, при применении системы не все из них могут применяться, и в действительности может применяться только одна из пробных головок.
Осуществляют резекцию головки бедра и применяют сверло или последовательность сверл для формирования полости в верхней части бедра. Сверло включает само сверло и разъемно прикрепляемую рукоятку. После формирования полости в бедренной кости, соответствующей по размеру и глубине планируемой ножке протеза, сверло оставляют в полости, а рукоятку сверла удаляют. Пробный компонент 200 ножки затем прикрепляют к сверлу с применением конструкций 128 и 126 крепления, которые сопрягаются со взаимодействующими элементами сверла. Если выполняется замена также вертлюжной впадины, то вертлюжную впадину подготавливают и, как правило, в подготовленную вертлюжную впадину помещают пробную чашку. Хирург выбирает пробную 100 головку, имеющую тот же размер, т.е. диаметр, что и пробная чашка, и прикрепляет пробную головку к компоненту 100 ножки с выбором первого смещения путем зацепления выступов 134, 136 с первой парой пазов. Хирург может затем репонировать сустав, чтобы посмотреть, подходит ли первое смещение и/или размер пробной головки. Если первое смещение по какой-либо причине не подходит, хирург может удалить пробную головку, повернуть пробную головку и вновь прикрепить пробную головку, чтобы выбрать другое смещение. Затем хирург может вновь репонировать сустав, чтобы посмотреть, лучше ли подходит новое выбранное смещение. Если хирург желает попробовать смещение, не поддерживаемое текущей пробной головкой, хирург может выбрать другую пробную головку того же размера, но обеспечивающую другое множество смещений. В этом случае хирург удаляет и откладывает первую пробную головку, выбирает новую пробную головку того же размера и прикрепляет новую пробную головку с применением пары пазов, соответствующих смещению для пробной установки. Дополнительно или альтернативно хирург может определить, что размер головки не является подходящим, и заменить первоначальную пробную чашку дополнительной пробной чашкой, имеющей другой размер, например, больший, а затем выбрать пробную головку, подходящую для применения с дополнительной пробной чашкой. Хирург может варьировать комбинации смещения и размера головки/чашки до тех пор, пока не будет удовлетворен выбранными компонентами, а затем может заменить пробные компоненты протезными компонентами, имеющими определенный размер и смещение.
Таким образом, первый аспект изобретения снижает сложность и/или число поставляемых пробных имплантатов, в то же время позволяя осуществлять надежную пробную установку с полным диапазоном типичных размеров пациентов, обеспечивая простой механизм регулировки смещения, который также позволяет сократить число пробных головок, поставляемых в операционную.
Далее будет описан второй аспект изобретения, в частности, со ссылкой на Фиг. 10-20. Второй аспект изобретения также относится к пробной установке суставов шаровидного типа. В частности, второй аспект изобретения обеспечивает хирурга возможностью принять решение о применении протезного компонента ножки вместо пробного компонента ножки для пробной установки одного или более компонентов пробной головки.
На Фиг. 10 приведен вид в перспективе с пространственным разделением компонентов части 310 пробной головки, части 320 протезной ножки и части 330 ножки протектора системы 300 пробной установки в соответствии со вторым аспектом изобретения. На Фиг. 11 приведен вид в поперечном разрезе пробного узла 350 системы пробной установки. На Фиг. 12 приведен вид в поперечном разрезе протезного узла 370 системы пробной установки, включающей часть 320 протезной ножки и протезную головку 380.
Пробная головка 310 имеет по существу форму усеченного шара и предоставляет шарнирную поверхность 312, проходящую по верхнему и боковому участкам пробной головки. Пробная головка также включает плоскую круглую нижнюю поверхность 314. Внутренняя стенка 316 образует круглое цилиндрическое отверстие 318, которое проходит во внутреннюю часть пробной головки вдоль продольной оси 319, которая проходит через центр нижней поверхности 314 и полюс в верхней части шарнирной поверхности 312. Пробная головка имеет тот же размер, что и протезная головка, поскольку ее сферическая часть имеет такой же диаметр, как и у сферической части протезной головки 380. Пробная головка может быть выполнена из любого подходящего биосовместимого материала, включая пластмассы или полимеры.
Для ясности, на Фиг. 10, 11 и 12 приведена только шейка протезного компонента 320 ножки, хотя следует понимать, что на практике протезная ножка также включает основной корпус и ствол, который проходит в полость, сформированную в верхней части бедра. Шейка 322 протезной ножки 320 включает конус 324, сужающийся к свободному концу шейки. Конус имеет гладкую боковую стенку 326 и круглую торцевую стенку 328 с фаской 329, проходящей вокруг их соединения. Обработка боковой стенки 326 конуса является гладкой с обеспечением прочной неподвижной посадки в соответствующее коническое отверстие в протезной головке 380. Протезная ножка может быть выполнена из подходящего биосовместимого материала, такого как металл, сплав или пластмасса. Например, ножка может быть выполнена из ковочного или деформированного титанового сплава.
Протектор 330 конуса имеет первую внешнюю часть 332 и вторую внутреннюю часть 340. Внешняя часть 332 выполнена из недеформируемого жесткого материала. Внешняя часть 332 имеет форму по существу круглого цилиндрического колпачка с боковой стенкой 333 и круглой торцевой стенкой 335. Внешняя поверхность 337 боковой стенки 333 цилиндрическая, а внутренняя поверхность 338 слегка наклонена и образует коническую полость 339 внутри внешней части 332. Внешняя часть может быть выполнена из подходящего жесткого или недеформируемого биосовместимого материала, такого как пластмасса, или металл, или сплав. Возможно применение различных технических пластмасс. Подходящие пластмассы включают силикон (особенно с высокой твердостью по Шору), полифенилсульфон (ПФСУ), такой как предлагаемый под торговой маркой RADEL (который может быть зарегистрирован в некоторых странах), ацеталь и полиэфирэфиркетон (ПЭЭК). Подходящие металлы и сплавы включают нержавеющую сталь, титан и хромокобальтовые сплавы.
Внутренняя часть 340 выполнена из деформируемого материала и, в частности, может быть выполнена из упруго деформируемого материала. Материал внутренней части 340 может быть неосыпающимся и предпочтительно не оставляет загрязнения или остатка на поверхностях 326, 328 конуса. Внутренняя часть имеет форму по существу конической гильзы или трубки с открытыми концами и включает коническую боковую стенку 342. Внешняя поверхность 345 боковой стенки 342 стыкуется с внутренней поверхностью 338 внешней части 332. Внутренняя поверхность 346 боковой стенки 342 стыкуется с внешней поверхностью 326 конуса 324. Внутренняя часть 340 может быть выполнена из различных деформируемых материалов, таких как силиконовый эластомер (с низкой твердостью по Шору), уретан, синтетический каучук, такой как полиуретановый каучук, и различные пеноматериалы. Внутренняя часть 340 имеет меньшую твердость по Шору, чем внешняя часть 330.
Как наиболее наглядно показано на Фиг. 11, внутренняя часть 340 прикреплена внутри внешней части 330 и закреплена в ней механически и/или путем соединения, например, адгезивом. Поверхности между внутренней и внешней частями могут иметь шероховатость для обеспечения поверхности, лучше контактирующей с адгезивом. Внутренняя часть 340 и внешняя часть 330 могут быть выполнены из материала одного типа, например, силикона, но с различной твердостью по Шору, и они могут быть соединены с помощью силиконового адгезива таким образом, что протектор имеет по существу единую конструкцию.
Как хорошо показано также на Фиг. 11, протектор обеспечивает деформируемую полость или отверстие, в которое устанавливается конус 324 шейки 322 и который обеспечивает неподвижную посадку протектора 330, разъемно закрепляемого на конусе 324. Затем протектор предоставляет недеформируемую или жесткую внешнюю поверхность, которая затем может устанавливаться с сопряжением внутри отверстия 318 пробной головки с защитой поверхностей 326, 328 конуса от воздействия биологических текучих сред и/или потенциально опасного повреждениями контакта с инструментами или имплантатами в процессе пробной установки с применением протезной ножки 320.
На Фиг. 12 приведен протезный узел 370, содержащий протезную ножку 320 и протезную головку 380. Протезный узел 370 собирается после пробной установки с применением пробной головки 310 и протезной ножки 320. Протезная головка 380 имеет конструкцию, аналогичную конструкции пробной головки 310 в том, что она имеет форму усеченного шара, включающего шарнирную поверхность 382 и плоскую нижнюю поверхность 384. Продольная ось 386 проходит через центр круглой нижней поверхности 384 и через полюс к верхней части шарнирной поверхности 382. Внутренняя стенка протезной головки 380 образует коническую полость или отверстие, форма и размеры которого обеспечивают коническую посадку конуса 324 протезной ножки 320. Протезная головка 370 может быть выполнена из любого биосовместимого материала, в частности, включая металлы и сплавы. Особенно подходящие материалы включают керамику, нержавеющую сталь и сплавы кобальта и хрома.
Шарнирная поверхность 382 протезной головки 370 идентична шарнирной поверхности 312 пробной головки 310. Различие между пробной головкой 310 и протезной головкой 380 состоит в том, что полость 318 в пробной головке выполнена с возможностью восполнения наличия протектора 330 на конусе при обеспечении того, что положение пробной шарнирной поверхности 312 относительно компонента 320 протезной ножки идентично положению протезной шарнирной поверхности 382 относительно протезной ножки 320 в протезном узле. Таким образом, при наложении Фиг. 12 и Фиг. 11 соответствующие шарнирные поверхности 312, 382 будут совпадать по всему участку сферической поверхности пробной головки 310 и протезной головки 380.
Конструкционные различия между пробной полостью 318 и протезной полостью состоят в том, что протезная полость имеет коническую форму, тогда как пробное отверстие 318 имеет форму прямого кругового цилиндра. Кроме того, пробное отверстие 318 имеет больший боковой размер и большую глубину, соответствующие боковым стенкам и торцевой стенке протектора 330. Пробная шарнирная поверхность 312 должна включать по меньшей мере всю протезную шарнирную поверхность 382. Пробная шарнирная поверхность 312 может быть больше, чем протезная шарнирная поверхность 382, но не должна быть меньше, с тем чтобы обеспечить пробную установку для полного диапазона движений, соответствующего имеющемуся диапазону протезного компонента. Пробная и протезная шарнирные поверхности достаточно похожи, так что пробная головка не функционирует отличным образом от протезной головки.
Следовательно, как наиболее наглядно показано при сравнении Фиг. 11 и 12, пробное отверстие 318 выполнено с возможностью размещения протектора 330 при обеспечении нахождения шарнирной поверхности 312 пробного узла 350 в том же положении в пространстве, что и шарнирная поверхность 382 протезного узла 370, предпочтительно по всей общей шарнирной поверхности. В частности, пробная полость 318 имеет большую глубину и больший диаметр, чем протезная полость. Кроме того, протезная полость имеет коническую форму для обеспечения хорошей конической неподвижной посадки между конусом 324 и протезной головкой 380, так чтобы протезная головка 380 была надежно прикреплена к протезной ножке 320. Пробная полость 318 имеет форму цилиндра, так что пробную головку 310 можно легко удалить с протезной ножки и заменить другой пробной головкой другого размера в процессе пробной установки и без удаления протектора 330 с конуса 324. Деформируемая часть 340 помогает обеспечить неподвижную посадку между протектором 330 и конусом, которая помогает предотвратить преждевременное удаление протектора с конуса в процессе пробной установки и до сопряжения с протезной головкой. Кроме того, поскольку деформируемая часть 340 имеет форму гильзы, недеформируемая торцевая стенка 335 недеформируемой части 332 расположена между торцевой поверхностью конуса и торцевой поверхностью пробного отверстия 318, что обеспечивает точную посадку пробной головки 310 на протезной ножке 320, чтобы обеспечить конгруэнтность шарнирных поверхностей пробной и протезной головок. Это является предпочтительным по сравнению с наличием деформируемой части между торцевой поверхностью конуса 328 и торцевой поверхностью пробной полости, что могло бы привести к различиям в положении шарнирной поверхности пробной головки 310, когда она не установлена на жесткой части.
Кроме того, жесткая внешняя стенка 333 внешней части 332 помогает поддерживать деформируемую часть 340 внутри протектора 330, когда конус ножки первоначально вводится в протектор и улучшает неподвижную посадку, позволяя деформируемой части быть слегка сжатой между жесткой конической поверхностью 326 и жесткой боковой стенкой 333 внешней части.
Следовательно, в процессе применения, хирург осуществляет резекцию проксимальной или верхней части бедренной кости и формирует полость в бедренной кости с применением сверла или аналогичного инструмента. Затем протезную ножку можно поместить в полость с установленным протектором 330, окружающую боковую и торцевую поверхности конуса 324. Протектор 330 может быть предварительно установленным на протезную ножку. В этом случае материал протектора выбирают таким образом, чтобы протектор не разрушался при стерилизации или с течением времени. Затем хирург может разъемно прикреплять на протектор пробные головки различных размеров, будучи уверенным в том, что положение пробной шарнирной поверхности 312 будет соответствовать положению выбранной в конечном итоге протезной головки. После проведения пробной установки, когда хирург выберет соответствующий размер головки, протектор 330 удаляют с конуса 324, а протезную головку 370 надежно прикрепляют к компоненту 320 протезной ножки с образованием протезного узла 370, как показано на Фиг. 12. Благодаря применению протектора 330 конуса конус не подвергается воздействию биологических текучих сред, которые могут уменьшить или иным образом отрицательно повлиять на эффективность конусной посадки между протезной головкой 370 и протезной ножкой 320. Дополнительно и/или альтернативно протектор 330 конуса может помочь избежать царапин или других повреждений обработанных поверхностей конуса в результате воздействия инструментов, имплантатов или другого оборудования, применяемого хирургом в процессе пробной установки. Таким образом, надежность прикрепления протезной головки к протезной ножке может быть повышена, а любые проблемы, связанные с загрязнением или повреждением конуса в процессе пробной установки, могут быть частично или полностью устранены.
На Фиг. 13 приведен дополнительный пробный узел 390 в соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения. Общий узел 400 включает протезную ножку 320 и пробную головку 410, имеющую сферическую шарнирную поверхность 412 и плоскую круглую нижнюю поверхность 414. Пробная головка 410 аналогична пробной головке 310, но имеет коническую пробную полость, проходящую внутрь пробной головки и вдоль ее продольной оси 416. Пробный узел 400 включает протектор 420, закрывающий поверхность 326 боковой стенки конуса 324. Протектор 420 конуса имеет общую форму конической гильзы или трубки и содержит наклонную боковую стенку 422. Протектор 420 конуса имеет открытые концы, так что внутренняя торцевая стенка отверстия пробной головки может устанавливаться на верхнюю торцевую стенку 328 конуса. Протектор 420 конуса может иметь ряд конструкций. Он может быть выполнен из упруго деформируемого материала, или жесткого материала, или их комбинации. Протектор 420 конуса может быть выполнен из материала того же типа, однако спроектированного так, чтобы получить деформируемую внутреннюю поверхность и жесткую внешнюю поверхность. Деформируемая внутренняя поверхность помогает обеспечивать неподвижную посадку между протектором 420 и конусом, с тем чтобы помочь удерживать протектор на конусе в процессе пробной установки. Жесткая внешняя поверхность и форма конической пробной полости могут быть спроектированы с обеспечением разъемного механизма крепления, позволяющего прикреплять и удалять различные пробные головки с протезной ножки 320, не снимая протектор 420 конуса. В других вариантах осуществления гильза 422 может иметь круглую цилиндрическую внешнюю стенку и коническую внутреннюю стенку, аналогичную протектору 330 конуса, но без торцевой стенки 335. Хотя на Фиг. 13 протектор 420 конуса схематически показан как цельная деталь, в других вариантах осуществления он также может иметь конструкцию из двух частей, включая жесткую недеформируемую внешнюю часть и упруго деформируемую внутреннюю часть, опять же аналогичную протектору 330 ножки.
На Фиг. 14 приведен вид в поперечном разрезе дополнительного варианта осуществления пробного узла 440. Пробный узел 440 включает протезную ножку 320 и пробную головку 350, аналогичную ранее описанным пробным головкам. Пробная головка 450 имеет сферическую шарнирную поверхность 452 и плоскую круглую нижнюю поверхность 454, а также продольную ось 456, проходящую через центр круглой нижней поверхности 454 и полюс шарнирной поверхности 452. Пробная головка 450 включает внутренние поверхности, образующие коническое пробное отверстие, внутри которого устанавливаются протектор 460 конуса и конус 324 протезной ножки.
Протектор 460 конуса аналогичен протектору 420 конуса, но имеет по существу похожую на колпачок конструкцию и включает коническую боковую стенку 462 и круглую торцевую стенку 464. Протектор 460 конуса может быть выполнен из недеформируемого материала, деформируемого материала или их комбинации. Кроме того, протектор 460 конуса может иметь по существу единую конструкцию, выполненную из одной части, или может быть выполнен из двух отдельных частей, обеспечивающих деформируемую часть и недеформируемую часть, аналогично протектору 330 конуса. Предпочтительно, если торцевая стенка 464 выполнена в основном или полностью из жесткого материала, с тем чтобы обеспечить четко определенную посадку пробной головки 450 на протезную ножку 320 в общем узле 440 по причинам, рассмотренным выше.
На Фиг. 15 приведен вид в перспективе с пространственным разделением компонентов пробного узла 480, сочетающего первый и второй аспекты изобретения. На Фиг. 16 приведен вид сбоку в поперечном разрезе пробного узла 480. Пробный узел 480 включает протезную ножку 320, пробную головку 490 и протектор 500 конуса. Пробная головка 490 имеет сферическую шарнирную поверхность 492, круглую нижнюю поверхность 494 и продольную ось, проходящую через центр круглой нижней поверхности 494 и полюс шарнирной поверхности 492. Внутренние стенки пробной головки 490 образуют пробную полость или отверстие 498, имеющее по существу круглую цилиндрическую форму. Множество пазов, например, паз 499, сформированы во внутренней боковой стенке пробной головки 490 и образуют множество пар пазов разной длины, аналогичных описанным для первого аспекта изобретения.
Протектор 500 конуса имеет конструкцию, аналогичную протектору 330 конуса, и включает недеформируемую внешнюю часть 502 и внутреннюю коническую деформируемую часть 520. Внешняя часть 502 выполнена из жесткого материала и имеет конструкцию, похожую на колпачок, а также включает пару выступов или шлицев 504, 506, проходящих от боковой стенки 508 и диаметрально противоположных друг другу.
Таким образом, как показано на Фиг. 16, пробный узел 480 обеспечивает комбинированные преимущества первого и второго аспектов изобретения, позволяя осуществлять пробную установку протезной ножки 320 или также обеспечивая регулировку смещения и связанные с этим преимущества, описанные выше.
На Фиг. 17 приведен схематический вид в перспективе дополнительного варианта осуществления протектора 560 конуса, установленного на конусе протезной ножки 320. Протектор 560 конуса аналогичен протектору 500 конуса, но включает действующие в реальном времени пружинные элементы для контроля посадки между протектором и пробной головкой. Действующие в реальном времени пружины обеспечивают плотную посадку между протектором и пробной головкой, также допуская изменчивость в точных размерах благодаря допускам. Как показано на Фиг. 17, протектор 560 конуса имеет по существу похожую на колпачок форму и включает боковую стенку 562 и круглую торцевую стенку 564. Боковая стенка 562 имеет внешнюю поверхность, представляющую круглую цилиндрическую форму, и коническую внутреннюю поверхность, принимающую внутреннюю деформируемую часть (не показано на Фиг. 17). Первый 566 и второй 568 выступы проходят с диаметрально противоположных сторон протектора 560. Каждый выступ 566, 568 включает отверстие, проходящее сквозь них с образованием действующих в реальном времени пружинных элементов.
На Фиг. 18 приведен схематический вид в перспективе дополнительного варианта осуществления протектора 580 ножки, установленной на конусе протезной ножки 320. Протектор 580 конуса имеет конструкцию, аналогичную ранее описанным, и имеет по существу похожую на колпачок форму, включающую боковую стенку 582 и круглую торцевую стенку 584. Протектор 580 конуса включает пару противоположных выступов 586, 588, проходящих от нижнего конца протектора 580 конуса к промежуточному участку и завершающихся недалеко от торцевой стенки 584. Стопорное кольцо (иногда также называемое c-кольцом) 590 обеспечивается между торцевой стенкой 584 и верхний концом выступов 586, 588. В альтернативном варианте осуществления вместо стопорного кольца 590 можно применять уплотнительное кольцо. Аналогично работающим в реальном времени пружинам стопорное или уплотнительное кольцо обеспечивают механизм для контроля посадки между протектором и пробной головкой. Другими словами, уплотнительное кольцо или стопорное кольцо помогают контролировать неподвижную посадку между частями.
На Фиг. 19 приведен вид в перспективе другого дополнительного варианта осуществления протектора 600 конуса, аналогичного протектору 580 конуса. В дополнительном варианте осуществления протектор 600 конуса включает стопорное кольцо 602 или уплотнительное кольцо, проходящее вокруг протектора 600 конуса, но ниже выступов 604, 606. В противном случае конструкция протектора 600 конуса аналогична конструкции протектора 580 конуса, показанного на Фиг. 18.
Следует понимать, что элементы протекторов 560, 580 и 600 могут также применяться на пробной ножке первого аспекта изобретения.
На Фиг. 20 приведен схематический вид в перспективе дополнительного варианта осуществления протектора 650. Протектор 650 имеет по существу конструкцию, похожую на круглый цилиндрический колпачок, и включает боковую стенку 652 и торцевую стенку 654, а также одинарную первую конструкцию 656 в форме выступа, проходящего наружу от боковой стенки 656. Следует понимать, что протектор 650 также включает полость для приема конуса протезной ножки с неподвижной посадкой, аналогично описанному выше в связи с различными другими вариантами осуществления протектора. Однако в этом варианте осуществления протектор 650 включает только один выступ, а не пару выступов. Таким образом, соответствующая пробная головка включает множество отдельных пазов разной длины, а не пары пазов разной длины. Следует понимать, что также можно применять аналогичную конфигурацию с одинарной охватываемой конструкцией на шейке пробной ножки.
Следовательно, в показанном на Фиг. 20 варианте осуществления для регулировки смещения применяется только одна охватываемая конструкция, взаимодействующая со множеством отдельных охватывающих конструкций, а не пары охватываемых и охватывающих конструкций. Следует понимать, что возможна также альтернативная конфигурация единственной охватываемой конструкции в полости пробной головки и отдельных охватывающих конструкций на протекторе или шейке ножки.
На Фиг. 21А-21D приведены различные виды головки, шейки и пробной системы в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения. На Фиг. 21A приведен вид в перспективе поперечного разреза пробной головки 660, на Фиг. 21B приведен вертикальный вид сбоку ножки 680, на Фиг. 21C приведен вид сбоку в поперечном разрезе пробной головки и ножки в конфигурации полного зацепления или состоянии 690, а на Фиг. 21D приведен вид сбоку в поперечном разрезе пробной головки и ножки в конфигурации частичного зацепления или состоянии 700, в котором свободный конец 685 ножки 680 по-прежнему по меньшей мере частично расположен или установлен внутри центрального отверстия 665 головки 660.
Третий вариант осуществления аналогичен первому варианту осуществления, показанному на Фиг. 1-4 и описанному выше, в том, что пробная головка включает семь пар пазов, образованных во внутренней стенке, которая образует центральное, по существу круглое, отверстие 665. Каждая пара пазов содержит диаметрально противоположные пазы, например, пазы 662, 664, каждый из которых имеет одинаковую длину. Тем не менее, каждая пара пазов имеет длину, отличную от длины других пар пазов. Все пазы проходят от нижней стороны или нижней поверхности 666 пробной головки по существу в продольном направлении, параллельном центральной оси пробной головки, и прерываются на закрытом конце, который находится в некоторой промежуточной точке в центральном отверстии, но не смежно с торцевой поверхностью 668, которая закрывает центральное отверстие 685. Пара самых длинных пазов - пазы 662, 664 - проходят приблизительно на две трети расстояния в отверстие, таким образом, что приблизительно треть длины боковых стенок отверстия не включает пазов. Это обеспечивает торцевое пространство 670 для приема свободного конца ножки, как более подробно описано ниже.
Ножка 680 аналогична ножке, показанной на Фиг. 2А-2D, но пара выступов 682, 684 не проходит по всей длине до самой верхней поверхности 686 свободного конца 685 цилиндрической концевой части 681 ножки. Следовательно, существует наиболее дистальный участок ножки на свободном конце 685, где отсутствуют какие-либо части выступов. Диаметр цилиндрической концевой части 681 ножки немного меньше, чем внутренний диаметр цилиндрического отверстия 665 пробной головки, так что свободный конец 685 можно скользяще устанавливать внутри торцевого пространства 670, а также внутри остальной части цилиндрического отверстия 665.
На Фиг. 21C приведен вид сбоку в поперечном сечении пробной головки 660 и ножки 680 в конфигурации полного зацепления или состоянии 690. Как видно на чертеже, выступы 684, 686 установлены внутри пары пазов 662, 664, а цилиндрическая концевая часть 681 ножки расположена внутри цилиндрического отверстия пробной головки, и, в частности, свободная концевая часть 685 расположена внутри торцевого пространства 670 цилиндрического отверстия. Выступы и закрытые концы пазов 662, 664 упираются, контролируя глубину введения ножки в пробную головку и, следовательно, контролируя длину или смещение узла. На Фиг. 21C приведена конфигурация минимального смещения, т.е. при применении самой длинной пары пазов 662, 664, и, следовательно, торцевое пространство 670 должно быть достаточно длинным, чтобы вместить длину свободной концевой части 685 ножки.
Для регулировки длины узла пробная головка проскальзывает вдоль продольной оси, до тех пор пока выступы 682, 684 не отцепятся от пазов и не отойдут от нижней поверхности 666 пробной головки, как показано на Фиг. 21D. Однако свободная концевая часть 685 ножки 685 по-прежнему находится по меньшей мере частично внутри цилиндрического отверстия 665 пробной головки, и пробная головка может поворачиваться вокруг свободной концевой части 685, чтобы промежутки, например, промежуток 663, между смежными пазами скользили поверх боковой стенки 687 свободной концевой части 685. Таким образом, как показано на Фиг. 21D, пробная головка 660 и ножка 680 находятся в конфигурации частичного зацепления или состоянии 700, в котором они не полностью отцеплены и в котором пробная головка может поворачиваться вокруг ножки так, чтобы позволить выбрать другую пару пазов и зацепить их с выступами 682, 684 с целью выбора другой длины и, следовательно, другого смещения для пробного узла.
Возможность изменения длины узла без полного отцепления пробной головки и ножки облегчает хирургу задачу регулировки длины узла на месте при полном или частичном репонировании сустава и без необходимости в перемещении и последующем повторном репонировании сустава. Предпочтительно избегать повторных перемещений и/или репонирований сустава во время операции во избежание повреждения сустава, в частности, шарнирных поверхностей и/или мягких тканей, таких как сухожилия и связки.
На Фиг. 22А-22D приведены различные виды головки, шейки и пробной системы в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения. На Фиг. 22A приведен вид в перспективе поперечного разреза пробной головки 720, на Фиг. 22В приведен вид в перспективе нижней стороны пробной головки 720, на Фиг. 22C приведен вид в перспективе ножки 740, на Фиг. 22D приведен вид сбоку в поперечном разрезе пробной головки и ножки в конфигурации полного зацепления или состоянии 760, а на Фиг. 22E приведен вид сбоку в поперечном разрезе пробной головки и ножки в конфигурации частичного зацепления или состоянии 770, в котором свободный конец 745 ножки 740 по-прежнему по меньшей мере частично расположен или установлен внутри центрального отверстия 725 головки 720.
На Фиг. 22А и 22В показан четвертый вариант осуществления, аналогичный второму варианту осуществления, показанному на Фиг. 5 и 6 и описанному выше, в том, что пробная головка 720 включает пару выступов 722, 724, проходящих вовнутрь от внутренней стенки 721, которая образует центральное, по существу круглое отверстие 725. Пробная головка 720 аналогична приведенной на Фиг. 5, за исключением того, что выступы не проходят на всю длину вниз, до нижней поверхности 726 пробной головки. Вместо этого, выступы 722, 724 прерываются перед нижней поверхностью 726 на открытом конце 728 отверстия и не являются смежными с торцевой поверхностью 726, которая образует вход в центральное отверстие 725. Выступы проходят примерно на расстояние от двух третей до трех четвертей длины вдоль отверстия, от закрытого конца 729 к открытому концу таким образом, что приблизительно треть или четверть длины боковых стенок отверстия не включает каких-либо частей выступов. Это обеспечивает открытое торцевое пространство 732 для приема свободного конца ножки, как более подробно описано ниже.
Как показано на Фиг. 22С, ножка 740 по существу аналогична ножке, показанной на Фиг. 6А-6D, и включает шесть пар пазов, например, пару диаметрально противоположных пазов 742, 744, образованных во внешней стенке 746, которая образует по существу круглую цилиндрическую концевую часть 746, имеющую свободную концевую часть 745. Каждая пара пазов содержит диаметрально противоположные пазы, например, пазы 742, 744, каждый из которых имеет одинаковую длину. Тем не менее, каждая пара пазов имеет длину, отличную от длины других пар пазов. Все пазы проходят от самой верхней стороны или поверхности 748 цилиндрической концевой части 746 ножки по существу в продольном направлении, параллельном центральной оси ножки, и прерываются на закрытом конце, который находится в некоторой промежуточной точке концевой части 746.
Диаметр цилиндрической концевой части 746 ножки немного меньше, чем внутренний диаметр цилиндрического отверстия 725 пробной головки, так что свободный конец 745 можно скользяще устанавливать внутри открытого торцевого пространства 732, а также внутри остальной части цилиндрического отверстия 725.
На Фиг. 22D приведен вид сбоку в поперечном сечении пробной головки 720 и ножки 740 в конфигурации полного зацепления или состоянии 760. Как видно на чертеже, выступы 722, 724 установлены внутри пары пазов, а цилиндрическая концевая часть 746 ножки размещена внутри цилиндрического отверстия 725. Выступы и закрытые концы пазов упираются, контролируя глубину введения ножки в пробную головку и, следовательно, контролируя смещение узла. На Фиг. 22D показана конфигурация минимального смещения, т.е. при применении самой длинной пары пазов, и, следовательно, свободный конец 745 ножки установлен внутри отверстия, но отделен от закрытой торцевой поверхности 729.
Для регулировки длины узла пробная головка проскальзывает вдоль продольной оси, до тех пор пока выступы 722, 724 не отцепятся от пазов и не отойдут от верхней торцевой поверхности 748 пробной головки, как показано на Фиг. 22E. Однако свободная концевая часть 745 ножки 740 по-прежнему находится по меньшей мере частично внутри цилиндрического отверстия 725 пробной головки, внутри открытого торцевого пространства 732, и пробная головка может поворачиваться вокруг свободной концевой части 745, чтобы промежутки, например, промежуток 743, между смежными пазами скользили поверх внутренней стенки 721 отверстия. Таким образом, как показано на Фиг. 22E, пробная головка 720 и ножка 740 находятся в конфигурации частичного зацепления или состоянии 770, в котором они не полностью отцеплены и в котором пробная головка может поворачиваться вокруг ножки так, чтобы позволить выбрать другую пару пазов и зацепить их выступами 722, 724 с целью выбора другой длины и, следовательно, другого смещения для пробного узла.
Таким образом, этот вариант осуществления также позволяет изменять длину узла без полного отцепления пробной головки 720 и ножки 770. Поэтому хирург может регулировать длину узла на месте, с полным или частичным репонированием сустава и без необходимости в перемещении и последующем повторном репонировании сустава, тем самым снижая вероятность повреждения сустава.
Следует понимать, что та же функция также может быть реализована путем модификации пазов, а не выступов. Например, положение открытых концов пазов можно модифицировать таким образом, чтобы они прерывались перед самой крайней торцевой поверхностью шейки, аналогично выступам, показанным на Фиг. 21В. Можно применять различные модификации положений и/или длин выступов и/или пазов, чтобы обеспечить нахождение торцевой части шейки в отверстии во время регулировки пробного узла и, следовательно, отсутствие необходимости в полном отделении пробного узла во время его регулировки.
Следует понимать, что элементы различных вариантов осуществления можно модифицировать и/или применять в различных комбинациях описанных выше вариантов осуществления.