DE112011100810T5

DE112011100810T5 - Verfahren und Einrichtung zum Herstellen eines Implantats

Info

Publication number: DE112011100810T5
Application number: DE112011100810T
Authority: DE
Inventors: Nathan E. Belcher; Joshua B. Catanzarite; Robert Metzger; Brian A. Uthgenannt
Original assignee: Biomet Manufacturing LLC
Current assignee: Biomet Manufacturing LLC
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2013-02-21
Anticipated expiration: 2031-03-01
Also published as: US8407067B2; US20150351778A1; US10893876B2; GB2491526B; WO2011109260A1; US20190069909A1; GB201216577D0; DE112011100810B4; US20100324692A1; US20130158671A1; GB2491526A; US10159498B2

Abstract

Eine orthopädische Vorrichtung umfasst ein Oberschenkelknochenimplantat (304a), das eine nicht individuell angepasste innere Knochenangreiffläche (300a) aufweist. Das Oberschenkelknochenimplantat weist mindestens neun Parameter auf, die präoperativ eingestellt werden, um einem spezifischen Patienten zu entsprechen. Die Parameter können patientenspezifische Längen, wie zum Beispiel mediale (802) und laterale (804) Kondylusbreiten und eine Kerbenhöhe (806), und patientenspezifische mediale und laterale Winkel (808, 810, 812, 814, 816, 818) aufweisen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität gegenüber der US-Anmeldung Nr. 12/872,663, eingereicht am 31. August 2010, die den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/310,752, eingereicht am 5. März 2010, beansprucht.
Die vorliegende Anmeldung ist eine Nachanmeldung der US-Anmeldung Nr. 12/483,807, eingereicht am 12. Juni 2009, ist, die eine Nachanmeldung der US-Anmeldung Nr. 12/371,096, eingereicht am 13. Februar 2009, ist, die eine Nachanmeldung der US-Anmeldung Nr. 12/103,824, eingereicht am 16. April 2008, ist, die den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/912,178, eingereicht am 17. April 2007, beansprucht.
Die vorliegende Anmeldung ist ferner eine Nachanmeldung der US-Anmeldung Nr. 12/103,834, eingereicht am 16. April 2008, die den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/912,178, eingereicht am 17. April 2007, beansprucht.
Die Beschreibungen sämtlicher dieser vorgenannten Anmeldungen sind hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht.
EINLEITUNG
Die vorliegenden Lehren betreffen ein Implantat, das auf der Basis einer Vielzahl von Parametern, die in einer präoperativen Planungsphase festgelegt werden, individuell an einen spezifischen Patienten angepasst wird.
ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK
Die vorliegenden Lehren betreffen eine orthopädische Vorrichtung, die ein Oberschenkelimplantat mit einer nicht individuell angepassten Knochenangreiffläche aufweist. Das Oberschenkelimplantat weist ferner mindestens neun Parameter auf, die präoperativ eingestellt werden, um einem spezifischen Patienten zu entsprechen. Bei einer Ausführungsform weist das Oberschenkelimplantat drei patientenspezifische Längen, drei patientenspezifische mediale Winkel und drei patientenspezifische laterale Winkel auf, wobei die Längen und medialen und lateralen Winkel präoperativ auf der Basis eines dreidimensionalen Bilds einer Anatomie eines Patienten ausgewählt werden, damit sie der Anatomie eines Patienten angeglichen sind.
Die vorliegenden Lehren betreffen ein Herstellverfahren für eine orthopädische Einrichtung. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erstellen eines dreidimensionalen Bilds eines Gelenks eines Patienten, das Auswählen eines nicht individuell angepassten Implantats, das eng an das Gelenk angeglichen ist, und das Modifizieren von mindestens sechs Winkeln des Implantats derart, dass sie patientenspezifisch sind. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erstellen eines dreidimensionalen Bilds eines Gelenks eines Patienten, das Auswählen eines nicht individuell angepassten Oberschenkelimplantats, das eng an das Gelenk angeglichen ist, und das Modifizieren von mindestens drei Längen und sechs Winkeln des Oberschenkelimplantats derart, dass sie patientenspezifisch sind.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Lehren werden anhand der nachstehenden Beschreibung offensichtlich. Es sei darauf hingewiesen, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zum Zwecke der Erläuterung dienen und den Schutzumfang der vorliegenden Lehren nicht einschränken
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegenden Lehren werden anhand der detaillierten Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Es zeigen:
1 ein Ablaufschema eines Implantat-Herstellverfahrens nach den vorliegenden Lehren;
1A ein Ablaufschema eines Implantat-Herstellverfahrens nach den vorliegenden Lehren;
1B ein Ablaufschema eines Implantat-Herstellverfahrens nach den vorliegenden Lehren;
1C eine chirurgische Ausrüstung nach den vorliegenden Lehren;
1D eine patientenspezifische Ausrichtungsführung nach den vorliegenden Lehren;
1E eine patientenspezifische Ausrichtungsführung nach den vorliegenden Lehren;
2 eine schematische Darstellung einer Computerschnittstelle für ein Implantat-Herstellverfahren nach den vorliegenden Lehren;
3 eine perspektivische Ansicht eines generischen Abformteils eines Implantats nach den vorliegenden Lehren;
4 eine Rückansicht eines generischen Abformteils nach den vorliegenden Lehren;
4A eine Rückansicht eines generischen Abformteils, das eine Vielzahl von zusätzlichen modifizierbaren Merkmalen aufweist, nach den vorliegenden Lehren;
5 eine Draufsicht eines generischen Abformteils nach den vorliegenden Lehren;
5A eine Draufsicht eines generischen Abformteils, das eine Vielzahl von zusätzlichen modifizierbaren Merkmalen aufweist, nach den vorliegenden Lehren;
5B eine distale Ansicht eines dreidimensionalen Bilds des distalen Oberschenkelknochens eines Patienten mit Darstellung geplanter Resektionsebenen nach den vorliegenden Lehren;
5C eine Vorderansicht eines dreidimensionalen Bilds des distalen Oberschenkelknochens eines Patienten mit Darstellung geplanter Resektionsebenen nach den vorliegenden Lehren;
6 ein Ablaufschema für ein Osteophyt-/Vorwölbungsentfernungs-Steuerverfahren nach den vorliegenden Lehren;
7 ein repräsentatives Bild einer Anatomie eines Patienten mit Darstellung von Osteophyt-/Vorwölbungssteuerwerkzeugen zum Modifizieren des Bilds;
8 und 9 repräsentative Bilder einer Anatomie eines Patienten mit Darstellung von beispielhaften Osteophyt-/Vorwölbungsstellen;
10 ein repräsentatives Bild einer Anatomie eines Patienten mit Darstellung von repräsentativen Tiefensteuerungsselektionen für eine chirurgische Manipulation;
11 und 12 repräsentative Bilder einer Anatomie eines Patienten nach dem Entfernen des Osteophyten/der Vorwölbung mit daran angebrachten beispielhaften Implantaten;
13A und 13B Ablaufschemata eines Verfahrens bezüglich einer Implantat- und Führungsauslegung;
14 eine schematische Ansicht von Hardware und einem Benutzer; und
15 eine Draufsicht einer Anzeige einer Vorrichtung.
BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER ASPEKTE
Die folgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und darf in keiner Weise als Einschränkung der vorliegenden Lehren, Anwendungen oder Verwendungen angesehen werden. Zum Beispiel sind einige der vorliegenden Lehren zwar für ein Knieimplantat dargestellt, die vorliegenden Lehren können jedoch für jedes geeignete orthopädische Implantat verwendet werden.
Die vorliegenden Lehren schaffen ein Herstellverfahren, bei dem anatomische und medizinische Informationen eines Patienten unter interaktiver Beteiligung eines Chirurgen integriert werden, um ein Implantat und wahlweise damit in Zusammenhang stehende chirurgische Instrumente für einen bestimmten Patienten aus im Wesentlichen drei Optionen auszuwählen und herzustellen: ein individuell angepasstes Implantat spezifisch für den Patienten, ein Implantat, das nur teilweise individuell angepasst ist oder ein halb-individuell angepasstes Implantat und ein standardmäßiges serienmäßig produziertes Implantat. Ähnlich kann eine serienmäßig produzierte, eine individuell angepasste oder eine halb-individuell angepasste Instrumentenausrüstung (z. B. Ausrichtungsführungen, Bohrführungen, Schneidführungen oder andere Instrumente) ausgewählt und hergestellt werden, wie von dem Chirurgen für den chirurgischen Eingriff empfohlen wird. Sämtliche Implantatkomponenten, Ausrichtungsführungen und anderen Einweg-Instrumente können in einem Paket enthalten sein, das einem Chirurgen für einen spezifischen Patienten zur Verfügung gestellt wird.
In 1 ist ein beispielhaftes Ablaufschema eines interaktiven Implantat-Herstellverfahrens nach den vorliegenden Lehren gezeigt. Der Bereich der Anatomie eines Patienten, der den orthopädischen Eingriff und das Implantat betrifft, ist bei 100 gekennzeichnet und beschrieben. Die Kennzeichnung kann mit verschiedenen Bilderzeugungsverfahren durchgeführt werden, mit denen eine Darstellung der betroffenen Anatomie, einschließlich zum Beispiel Weich- und Hartgewebe, erhalten werden kann. Die Gewebe können Knochen, Knochengelenke mit oder ohne Knorpelgewebe, Bänder oder anderes Weichgewebe umfassen. Die Bilderzeugungsverfahren können zum Beispiel MRT, CT, Ultraschall, Durchstrahlung oder Röntgenstrahlen, Kameras oder andere Vorrichtungen umfassen.
Die Bildinformationen für den Patienten können in einer medizinischen Einrichtung oder in einer Arztpraxis erhalten werden und können in elektronischer und/oder digitaler Form an den Hersteller gesendet werden. Die Bildinformationen können in einem physischen Medium, wie z. B. einer CD, DVD, Flash-Speichervorrichtung (z. B. Speicherstift, Compact-Flash, sichere Digitalkarte), oder einer anderen Speichervorrichtung gespeichert werden. Die Informationen können alternativ oder zusätzlich elektronisch über das Internet oder das Worldwide Web unter Verwendung geeigneter übertragungsprotokolle übermittelt werden. Ferner können Übermittlungen E-Mail oder andere digitale Übermittlungen zu jedem geeigneten Typ von Computervorrichtung, Smartphone, PDA oder anderen Vorrichtungen, über die elektronische Informationen übermittelt werden können, umfassen.
Geeignete Handheld-Geräte (die wie in 13 gezeigt verwendet werden) können ein mobiles Handheld-Gerät oder tragbare Kommunikationsvorrichtungen, wie z. B. das mobile Handheld-Gerät iPhone^® von Apple Inc., einer Gesellschaft aus Kalifornien, USA; das mobile Handheld-Gerät LG Shine^® von LG Corp., einer Gesellschaft der Republik Korea; oder das mobile Handheld-Gerät Blackberry Bold^® von Research In Motion Limited, einer Gesellschaft aus Kanada, umfassen. Das Handheld-Gerät kann ein Gerät sein, das auf der Handfläche eines Benutzers, wie z. B. eines Chirurgen, gehalten wird (siehe 14). Der Chirurg kann dann Daten mit einem Stift, einer Tastatur, einem Berührungsbildschirm etc. eingeben. Das Handheld-Gerät kann lokale Netzwerke, Mobiltelefonnetze oder andere Datenübermittlungssysteme zum Kommunizieren mit einem Hauptspeicher eines Dienstanbieters nutzen.
Geeignete Handheld-Geräte können Zugriff auf elektronische Kommunikations- oder Dateiübertragungsprotokolle, wie z. B. Internet oder elektronische Post, zum Übertragen von oder Zugreifen auf Informationsdateien ermöglichen. Die Handheld-Geräte können installierte Programme aufweisen, die zum Manipulieren der Informationsdateien verwendet werden, wie hier diskutiert wird. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Handheld-Geräte auf Server zugreifen, die Dateien verarbeiten, während sie Eingaben durch die Handheld-Geräte empfangen und dem Chirurgen oder Benutzer Bilder über das Handheld-Gerät anzeigen. In bestimmten Fällen kann das Handheld-Gerät nur ein Client sein, der eine Datei des präoperativen Plans nicht verarbeitet oder editiert.
Wie weiterhin in 1 gezeigt ist, können bei 110 die bei 100 erfassten Informationen verwendet werden, um ein dreidimensionales Modell oder Bild des Knochens oder Gelenks mit oder ohne dazugehörigem Weichgewebe oder zugehörige Anatomie unter Verwendung einer handelsüblichen Computer-Modellerstellungs-Software von verschiedenen Anbietern oder Entwicklern, wie zum Beispiel von Materialise USA, Ann Arbor, Michigan, zu erstellen. Das dreidimensionale Modell der Anatomie eines Patienten kann auf einer Computeranzeige oder einem anderen elektronischen Bildschirm betrachtet werden und kann ferner als Hard Copy auf einem Film oder einem anderen Medium reproduziert werden und durch direkte oder indirekte Beleuchtung oder Hintergrundbeleuchtung betrachtet werden. Das Modell kann für eine Betrachtung auf jeder geeigneten Bildschirmgröße bemessen sein und kann beschnitten, gedreht etc. werden, wie von der Person (z. B. dem Chirurgen), die den Bildschirm anschaut, gewählt wird.
Bei 120 kann zu der betroffenen Anatomie gehöriges Weichgewebe modifiziert oder entfernt oder repariert werden, um zum Beispiel die Ausrichtung des Gelenks wiederherzustellen oder gerissenes oder krankes Gewebe zu entfernen oder Bänder zu schneiden oder zu reparieren oder natürliche oder künstliche Bändertransplantate vorzusehen. Informationen über Weichgewebe können bei 125 wahlweise als zusätzliche Auslegungsparameter oder Eingabe für die Implantatauslegung verwendet werden. Zum Beispiel kann eine individuell angepasste oder patientenspezifische Lager-Gelenkverbindung eines Kniegelenks auf der Basis des Bewegungsprofils und der Weichgewebe-/Bänderinformationen, die für einen bestimmten Patienten zur Verfügung stehen, ausgelegt werden. Ferner können Bewegungsinformationen für den Patienten durch eine reale Ganganalyse des Patienten erhalten werden und können auch durch eine Computer-Modellerstellungs-Software erhalten werden, die die MRT-Bilder der Gelenke des Patienten und der dazugehörigen Bänder, Muskel- und anderen Weichgewebe zum Ableiten einer Bewegungsanalyse des Patienten und entsprechender Empfehlungen für eine Weichgewebe-Modifizierung, wie zum Beispiel Lösen eines Bandes, verwendet. Eine solche Software ist bei LifeModeler, Inc. in San Clemente, CA, erhältlich.
Bei 130 kann ein vorläufiger präoperativer Plan des chirurgischen Eingriffs zur Prüfung durch den Chirurgen oder einen anderen medizinischen Benutzer oder Techniker erstellt werden, einschließlich der Planung verschiedener Knochenresektionen, Größen und Typen von Implantaten und verschiedener geometrischer Erfordernisse, einschließlich relevanter Bemessungen, wie z. B. Höhe, Breite, Ausrichtung bestimmter Merkmale etc. Der vorläufige präoperative Operationsplan kann eine Empfehlung eines bestimmten Implantats und dazugehöriger Instrumente, die bei dem chirurgischen Eingriff zu verwenden sind, umfassen, wie nachstehend diskutiert wird. Der vorläufige präoperative Operationsplan kann in Form von digitalen Bildern vorgesehen sein, die unter Verwendung einer Computer-Modellerstellungs-Software, wie z. B. der oben genannten Software, interaktiv geprüft werden können. Der vorläufige präoperative Plan und weitere Änderungen oder ein fertiggestellter präoperativer Plan können ein Plan sein, der zum Erhalten einer gesunden oder nahezu gesunden anatomischen Ausrichtung nach einem operativen Eingriff vorgesehen ist. Die gesunde Anatomie kann auf der natürlichen Anatomie oder der Anatomie vor der Verletzung oder einer mechanisch korrekten oder effizienten anatomischen Ausrichtung basieren.
Bei 140 kann der vorläufige präoperative Operationsplan dem Chirurgen (oder einem anderen Benutzer) entweder elektronisch oder per Post und entweder in digitaler Form oder als Hard Copy zur Prüfung vorgelegt werden, wie oben in Zusammenhang mit dem Übermitteln von Bilderzeugungsinformationen diskutiert. Insbesondere kann der Chirurg die in dem Bild der Anatomie eines Patienten gezeigten Resektionsebenen prüfen, Änderungen an dem Ort, der Größe und der Ausrichtung der Resektionsebenen durchführen und im Wesentlichen interaktiv arbeiten, bis der präoperative Plan von 130 von dem Chirurgen genehmigt wird. Insbesondere kann der Chirurg das Bild der Anatomie eines Patienten genehmigen, das entsprechende Resektionsebenen zeigt. Wie in 7 und 8 gezeigt ist, kann die Anatomie 510 eines Patienten, wie in dem Bild dargestellt ist, zum Beispiel ein distaler Oberschenkelknochen mit einer genehmigten Resektionsebene sein, einschließlich medialer und lateraler vorderer Fasenebe-nen 513, medialer und lateraler vorderer Schneidebenen 511, medialer und lateraler hinterer Fasenebenen 512 und medialer und lateraler hinterer Schneidebenen 514. Nach der Genehmigung der Anatomie und der Resektionsebenen durch den Chirurgen bei 140 erhält der Chirurg die Gelegenheit, bei 500 eine(n) oder mehrere Osteophyten/Vorwölbungen aus dem Bild der Anatomie 510 eines Patienten an von dem Chirurgen ausgewählten Stellen und Tiefen zu entfernen (siehe 6). Das Entfernen solcher Vorwölbungen und Glätten der Gelenkfläche, die das Implantat aufnimmt, kann parallel zu der intraoperativen Gelenkvorbereitung durch den Chirurgen erfolgen und die tatsächliche Anpassung eines von dem Chirurgen ausgewählten Implantats verbessern, und zwar unabhängig davon, ob dieses patientenspezifisch, halb-individuell angepasst oder serienmäßig produziert ist.
Ein automatisiertes Osteophyt-/Vorwölbungsentfernungs-Steuermodul 500 kann in der Planungsphase des Herstellverfahrens, das in 1 gezeigt ist, eingebunden sein. Das automatisierte Osteophyt-/Vorwölbungsentfernungs-Steuermodul 500 kann als ein separates präoperatives Planungsmodul, wie in 6 gezeigt ist, vorgesehen sein, oder es kann in das Herstellverfahren, das in 1 gezeigt ist, eingebunden und/oder vollständig integriert sein.
Bestimmte Teile des Knochens, einschließlich verschiedener Knochenunebenheiten, -vorwölbungen, -vergrößerungen und Osteophyten können im Wesentlichen von der dreidimensionalen Rekonstruktion einer Anatomie eines Patienten entfernt werden, bevor ein patientenspezifisches Implantat oder ein halbindividuell angepasstes Implantat ausgelegt wird oder bevor ein serienmäßig produziertes Implantat ausgewählt wird. Das automatisierte Osteophyt-/Vorwölbungsentfernungs-Steuermodul kann eine zeitaufwendige und potentiell weniger akkurate manuelle Modifizierung des dreidimensionalen Bilds zum Entfernen solcher Knochenvergrößerungen oder Osteophyten durch einen erfahrenen Bild- oder CAD-Techniker ersetzen. Das automatisierte Osteophyt-/Vorwölbungsentfernungs-Steuermodul 500 kann ein akkurateres und schnelleres Entfernen solcher Knochenunregelmäßigkeiten ermöglichen, die hinsichtlich der Gestaltung, des Orts und der Größe von Patient zu Patient variieren können. Es sei angemerkt, dass das Osteophyt-/Vorwölbungsentfernungs-Steuermodul 500 zum Glätten einer Knochenfläche durch Entfernen jedes Typs von Knochenvorwölbung, einschließlich Unebenheiten, Unregelmäßigkeiten und Osteophyten, verwendet werden kann. Nach den vorliegenden Lehren sind Osteophyten als beispielhafte, jedoch nicht ausschließliche Kandidaten für ein vollständiges oder teilweises Entfernen dargestellt.
In 6 kann das Osteophyt-/Vorwölbungsentfernungs-Steuermodul 500 bei 502 mit einer Eingabe des dreidimensionalen Bilds der Anatomie 510 eines Patienten, einschließlich Resektionsebenen, wie in 7–9 gezeigt ist, nach Prüfung und Genehmigung der Resektionsebenen durch den Chirurgen (oder einen anderen Benutzer, einschließlich anderer Fachleute oder Techniker) bei 140 in 1 starten. Bei der beispielhaften Darstellung in 7 kann das Bild der Anatomie 510 eines Patienten analysiert werden, um Osteophyt-/Vorwölbungsstellen 530 (bei 504 in 6) durch Bestimmen von Gewebe- oder Knochenüberstand, der über Außenränder 532 der verschiedenen Resektionsebenen vorsteht, wie z. B. der Resektionsebenen, die bei 511, 513, 512 und 514 in 7–9 gezeigt sind, zu identifizieren. Wenn sich solche Osteophyten/Vorwölbungen 530 über die Ränder der Resektionsebenen in der Richtung der geplanten oder vorgesehenen Implantatstelle erstrecken, können die Osteophyten/Vorsprünge 530 die Implantatanpassung beeinträchtigen.
In 6, 7 und 10 kann zusätzlich zu dem Identifizieren der Stelle der Osteophyten/Vorwölbungen 530 das Osteophyt-/Vorwölbungsentfernungs-Steuermodul 500 eine Sichtkontrolle für den Chirurgen ermöglichen, damit dieser die Aggressivität der Osteophyten-/Vorwölbungsentfernung oder den Grad an Glättung und/oder Ebnung der entsprechenden Gelenkanatomie auswählen kann. Insbesondere durch Feinanpassung der Osteophyt-/Vorwölbungsstellen bei 506 in 6 kann der Chirurg die Tiefe der Osteophyt-/Vorwölbungsentfernung auf kontinuierliche oder diskrete Weise steuern. Bei einem Aspekt kann eine Orientierungsstelle 540 für jede(n) Osteophyten/Vorwölbung 530 zum Messen von und Initiieren einer kontinuierlichen Reihe von konstanten oder variablen Tiefenkonturen 542 identifiziert und abgesteckt werden, um den Chirurgen beim Auswählen der Tiefe der Osteophyt-/Vorwölbungsentfernung zu unterstützen. Die Tiefenkonturen können von einer Computer-Software automatisch erzeugt werden, die ein dreidimensionales Modell oder Bild der Anatomie erzeugt, wie z. B. der Software, die zum Beispiel von Materialise USA, Ann Arbor, Michigan, erhältlich ist. Die Orientierungsstelle 540 kann eine Stelle in der niedrigstmöglichen Tiefe in der Nähe des/der identifizierten Osteophyten/Vorwölbung, ein Minimum oder eine Muldenstelle sein, wie in 10 gezeigt ist. Obwohl die Tiefenkonturen 542 als diskret in 10 gezeigt sind, sei angemerkt, dass eine kontinuierliche Entfernungssteuerung vorgesehen sein kann, so dass der Chirurg unbegrenzte Wahlmöglichkeiten bezüglich der zum Entfernen vorgesehenen Tiefenkonturen wahrnehmen kann. Die Tiefenkonturen 542 können gekrümmte geglättete Flächen unter dem/der ursprünglichen Osteophyten/Vorwölbung 530 darstellen und können freigelegt werden, nachdem ein darüber liegender Abschnitt in dem Bild der Anatomie 510 eines Patienten mittels grafischer oder optischer Entfernungswerkzeuge, die an dem Bild der Anatomie 510 eines Patienten vorgesehen sind, abrasiert oder abgeschält worden ist. Der Chirurg oder andere Benutzer kann die grafischen Entfernungswerkzeuge mittels einer Benutzerschnittstelle, wie z. B. einer Maus, eines Berührungsbildschirms, eines Joystick, eines Slide Pad, oder einer anderen Benutzerschnittstelle manipulieren.
In 7 können verschiedene optische Entfernungswerkzeuge für eine Manipulation und Steuerung durch den Chirurgen auf dem Bildschirm bei 508 in 6 vorgesehen sein. Zum Beispiel kann ein Entfernungswerkzeug entsprechend jedem Rand einer Resektionsebene vorgesehen sein und zum optischen/grafischen Entfernen eines Bereichs eines/einer Osteophyten/Vorwölbung, der/die einem bestimmten Rand 542 zugeordnet ist, vorgesehen sein. In 7 sind vier solcher beispielhaften Entfernungswerkzeuge 520a, 520b, 520c, 520d (gemeinsam als 520 bezeichnet) gezeigt, wobei jedes Entfernungswerkzeug einem Rand einer Resektionsebene zugeordnet ist, wie z. B. einer lateralen und medialen Fasenebene und einer lateralen und medialen Schneidebene. Obwohl die Entfernungswerkzeuge 520 in 7 als gerade Schieber dargestellt sind, folgt die entfernte Menge einer Tiefenkontur 542, wie in 10 gezeigt ist. Die Entfernungswerkzeuge 520 können eine Sichtanzeige 525 aufweisen, die dem Chirurgen Informationen in Form einer Zahl auf einer Skala, die die Tiefe oder Aggressivität der Osteophyt-/Vorwölbungsentfernung angibt, liefern kann. Bei einem weiteren Aspekt kann die Anzeige 525 optische Informationen in Form von variabler Farbe in Abstufungen, die sich graduell von einem Entfernen in einer Mindesttiefe (zum Beispiel grün) bis zu einem Entfernen in einer maximalen Tiefe (zum Beispiel rot) verändern.
Nachdem der Chirurg das Entfernen des/der Osteophyten/Vorwölbung beendet hat, kann der Chirurg Implantatbilder bezüglich der modifizierten Anatomie 510 eines Patienten manipulieren und übereinanderlegen. In 11 und 12 sind beispielhafte Bilder eines resezierten Oberschenkelknochens 510 und Schienbeins 515 relativ zu einer mechanischen Achse 522 dargestellt. Das Bild des Oberschenkelknochens zeigt die Anatomie 510 eines Patienten, nachdem die Osteophyten/Vorwölbungen 530, die in 8 und 9 gezeigt sind, entfernt worden sind und ein(e) Oberschenkelknochenimplantat/-komponente 560 auf die entstandene geglättete Fläche, die einer der Tiefenkonturen 542 folgt, platziert worden ist, wie in 9 gezeigt ist.
In 1, 1A und 1B kann auf der Basis des vorläufigen präoperativen Operationsplans und der Patienteninformationen der Chirurg eine Empfehlung bezüglich der Auslegung des Implantats bei 150 und gewünschter dazugehöriger Ausrichtungsführungen bei 160 aussprechen. Bei 150 kann der Chirurg ein Verfahren zum Auslegen eines Implantats empfehlen. Insbesondere kann der Chirurg eine der folgenden drei Optionen auswählen: eine erste Option eines individuell angepassten oder patientenspezifischen Implantats bei 170 oder eine zweite Option eines halb-individuell angepassten Implantats bei 180 oder eine dritte Option eines standardmäßigen oder serienmäßig produzierten Implantats bei 190. Der Chirurg kann ferner Empfehlungen und Präferenzen bezüglich verschiedener individuell hergestellter und nicht individuell hergestellter Instrumente, die bei dem Eingriff zu verwenden sind, bei der Prüfung durch den Chirurgen bei 140 sowie bei der Auswahl und Auslegung des Implantats bei 150 und Auswahl und Auslegung der Ausrichtungsführungen 160 aussprechen. Es sei angemerkt, dass auf der Basis der Empfehlung durch den Chirurgen bei 140 der vorläufige präoperative Operationsplan bei 130 modifiziert werden kann, einschließlich sämtlicher Präferenzen des Chirurgen hinsichtlich einer Modifizierung der Anatomie (Osteophytentfernung, Resektionsebenen etc.), Implantatauslegung, Ausrichtungsführungsauslegung und Auswahl verschiedener Werkzeuge und Instrumente, und dann dem Chirurgen erneut zur Genehmigung vorgelegt werden.
Ein individuell angepasstes Implantat ist ein patientenspezifisches, eines einer Art von Implantaten, das für einen bestimmten Patienten hergestellt wird, und folglich gibt es keinen mit einem solchen Implantat in Zusammenhang stehenden Lagerbestand. Standardmäßige oder serienmäßig produzierte Implantate sind in einer Vielzahl von Größen, typischerweise sechs oder mehr, und einer Vielzahl von Ausgestaltungen und Typen, einschließlich zweiseitiger oder einseitiger Implantate, Constrained, Semi-Constrained und Mobil etc., verfügbar und auf Lager. Aufgrund der Vielzahl von Größen und Ausgestaltungen, die auf Lager gehalten werden, um unterschiedliche Patienten zu versorgen, wird ein großer Lagerbestand an standardmäßigen Implantaten geschaffen, und mehrere Formen für jeden Typ und jede Größe eines Implantats können verwendet werden. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, bieten halb-individuell angepasste Implantate eine Zwischenlösung zwischen individuell angepassten und serienmäßig produzierten Implantaten. Durch halb-individuell angepasste Implantate verringern sich die Größe des Lagerbestands und die für die Produktion erforderlichen Formen, wobei ein gewisses Maß an patientenspezifischer Anpassung ermöglicht wird.
Individuell angepasste oder patientenspezifische Implantate können, wenn sie bei 170 von einem Chirurgen für einen spezifischen Patienten genehmigt worden sind, bei 250 mittels Verfahren für eine schnelle Prototypentwicklung, wie z. B. Stereolithografie oder anderer ähnlicher Verfahren, oder durch CNC-Fräsen oder eine andere automatisierte oder computergesteuerte maschinelle Bearbeitung oder durch Roboterverfahren für den Patienten hergestellt werden. Die Herstellung kann in einem/einer Herstellzentrum oder -einrichtung vor Ort oder an einer entfernten Stelle oder außerhalb des Standorts erfolgen. Es sei darauf hingewiesen, dass eine vor Ort erfolgende Herstellung kurz für einen Herstellort des Originalgeräteherstellers (original equipment manufacturer OEM) verwendet wird, der jedoch physisch an einer anderen Einrichtung des OEM gelegen sein kann. Eine außerhalb des Standorts oder an einer entfernten Stelle erfolgende Herstellung wird so verstanden, dass sie Einrichtungen betrifft, die von anderen Herstellern betrieben werden, die von dem OEM für die Herstellung sämtlicher oder einiger der Implantate, Komponenten oder Teile für den chirurgischen Eingriff beauftragt worden sind.
Serienmäßig produzierte Implantate können, wenn sie bei 190 von dem Chirurgen genehmigt worden sind, bei 200 mittels standardmäßiger Gussverfahren aus Stangenmaterial oder anderem Lagermaterial hergestellt werden, dann bei 210 durch Schleifen oder Fräsen zu einer endgültigen Form und Größe gestaltet werden, bei 220 poliert werden und dann bei 230 gereinigt/passiviert werden. Solche serienmäßig produzierten Implantate können Teil eines bestehenden Lagerbestands oder Massenprodukte sein oder durch bedarfsorientierte computerintegrierte Herstellverfahren produziert werden.
Halb-individuell angepasste Implantate können, wenn sie bei 180 von dem Chirurgen genehmigt worden sind, bei 240 aus einem generischen Abformteil, wie nachstehend beschrieben wird, oder durch Modifizieren bestehender standardmäßiger Implantatauslegungen hergestellt werden, damit sie an die verschiedenen auf der Anatomie eines Patienten basierenden Merkmale oder Parameter angeglichen werden, wie in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit dem Titel Patientenmodifiziertes Implantat und dazugehöriges Verfahren, Seriennr. 12/103834, eingereicht am 16. April 2008, beschrieben ist, deren Beschreibung hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht ist. Nach dem Modifizieren des generischen Abformteils nach bestimmten Parametern eines Patienten kann es bei Aspekten 210–230 zu einer passivierten Form bearbeitet werden. Patientenspezifische Parameter können Parameter umfassen, die sich auf die Größe des Implantats, einschließlich Höhe, Breite, verschiedene Gelenkverbindungsparameter oder Winkel etc., beziehen, wie bei einem nachstehend mit Bezug auf 3–5 beschriebenen Beispiel diskutiert wird.
Die Prüfung des Operationsplans durch den Chirurgen bei 140 kann ferner bei 160 eine Anforderung einer oder mehrerer patientenspezifischer Ausrichtungsführungen umfassen, die zusammen mit dem Implantat zu verwenden sind. Patientenspezifische Ausrichtungsführungen sind in den gleichzeitig anhängigen Patentanmeldungen mit der Seriennr. 11/756,057, eingereicht am 31. Mai 2007, Seriennr. 11/971,390, eingereicht am 9. Januar 2008, Nr. 12/025,414, eingereicht am 4. Februar 2008, und Seriennr. 12/039,849, eingereicht am 29. Februar 2008, beschrieben. Die Ausrichtungsführungen können bei 260 mittels Verfahren zur schnellen Prototypentwicklung, wie z. B. Stereolithografie oder anderer ähnlicher Verfahren, oder durch CNC-Fräsen oder einer anderen automatisierten oder computergesteuerten maschinellen Bearbeitung oder durch Roboterverfahren hergestellt werden und bei 270 gereinigt werden. Die Ausrichtungsführungen, die Implantate und wahlweise andere Einweginstrumente (bei 272) können bei 280 verpackt und sterilisiert werden und bei 290 an den Chirurgen oder die medizinische Einrichtung des Chirurgen für eine Implantation gesendet werden.
Die Verfahren, die in Zusammenhang mit 1A und 1B beschrieben worden sind, können modifiziert werden, um zusätzliche Merkmale zu integrieren, wie in 1C gezeigt ist. Die zusätzlichen Merkmale können eine Zusammenstellung einer chirurgischen Ausrüstung 1000 bei 276 und wahlweise einen Verfolgungsvorgang, bei dem bei 278 zu Verfolgungszwecken vorgesehene Etiketten zu den verschiedenen Teilen hinzugefügt werden, die in der chirurgischen Ausrüstung 1000 enthalten sind, umfassen. Der Verfolgungsvorgang kann in die Herstellung, Reinigung, Sterilisierung, Zusammensetzung und Verpackung der verschiedenen Komponenten bis zur Implantation integriert sein und kann zum Beispiel durch die Vorgänge bei 260, 270, 230, 272, 274, 276, 280 und 290, die in 1B gezeigt sind, hindurch aufrechterhalten werden. Die chirurgische Ausrüstung 1000 kann während des Zusammensetzens/Lagerns der chirurgischen Ausrüstung 1000 mit den verschiedenen Komponenten verfolgt werden, und die mit Etiketten versehenen Komponenten können von der Herstellung bis zum Implantationsvorgang verfolgt werden.
In 1B–1E kann eine chirurgische Ausrüstung 1000 bei 276 erstellt werden. Die chirurgische Ausrüstung 1000 kann bei dem oben anhand von 1A, 1B und 1C beschriebenen Prozess und während der Herstellung der patientenspezifischen Ausrichtungsführungen und Implantate ausgelegt und zusammengesetzt werden. Die chirurgische Ausrüstung 1000 kann auf der Basis der Präferenzen eines Chirurgen zusammengesetzt werden und kann einen Satz von Implantaten, wie zum Beispiel ein Oberschenkelknochen-Implantat 1050, ein Lager 1052 und ein Schienbeinimplantat 1054 für einen beispielhaften Knieaustauscheingriff, oder andere Implantatkomponenten in Abhängigkeit von dem chirurgischen Eingriff und der Präferenz des Chirurgen umfassen. Die Implantate können patientenspezifisch, halb-individuell angepasst oder standardmäßig serienmäßig produziert sein, wie oben beschrieben ist. Zusätzlich zu den oder anstelle der Implantate(n) können von einem Chirurgen ausgewählte Ausrichtungsführungen (bei 160, 165 und 260), andere Einweginstrumente (bei 274) und andere wiederverwendbare Instrumente (bei 274), die entsprechend der Präferenzen des Chirurgen ausgewählt werden, in der chirurgischen Ausrüstung 1000 enthalten sein. Bei einer Ausführungsform kann die chirurgische Ausrüstung nur Instrumente, wie zum Beispiel Ausrichtungsführungen und andere Werkzeuge, die als Einwegteile ausgelegt sind, aufweisen.
Bei der beispielhaften Darstellung in 1C ist eine chirurgische Ausrüstung 1000 für einen Knieeingriff gezeigt, die eine Oberschenkelknochen-Ausrichtungsführung 1010, eine Schienbein-Ausrichtungsführung 1018, ein Oberschenkelknochen-Bohrführung 1012, eine Schienbein-Bohrführung 1020, einen Distal-Oberschenkelknochen-Schneidblock 1014, einen Schienbein-Schneidblock 1030, einen Vier-in-Eins-Oberschenkelknochen-Schneidblock 1016, eine Schienbein-Schablone 1022 mit einem Ausrichtungsstab 1024 aufweist. Die Ausrichtungsführungen sind zum einmaligen Gebrauch vorgesehen und wegwerfbar. Die verschiedenen Bohrführungen und Schneidblöcke können wiedersterilisierbar und wiederverwendbar sein, obwohl Einweg-Bohrführungen, -Schneidblöcke und andere Einweg-Werkzeuge auch ausgelegt werden können. Ferner kann ein Satz von Trokarstiften 1032 und ein Satz von Federbohrstiften 1034 enthalten sein. In Abhängigkeit von den Präferenzen des Chirurgen können verschiedene chirurgische Klingen 1036 hinzugefügt werden sowie zusätzliche medizinische Produkte, wie zum Beispiel Knochenzement 1038 oder andere medizinische Artikel oder biologische Präparate 1040.
In 1B–1E kann ein Verfolgungssystem in der chirurgischen Ausrüstung 1000 integriert sein. Verfolgungsetiketten 1110 können bei 278 wahlweise zu den Ausrichtungsführungen, den Implantaten und/oder der gesamten chirurgischen Ausrüstung 1000 hinzugefügt werden. Die Verfolgungsetiketten 1110 können einfache Strichcode-Etiketten oder andere von einem Scanner lesbare Etiketten oder eine Funkfrequenzidentifizierung (radio frequency identification RFID) sein. Die Etiketten 1110 können zu einzelnen Instrumenten oder zu der gesamten chirurgischen Ausrüstung 1000 außerhalb der Verpackung hinzugefügt werden. Die Verfolgungsetiketten können patientenspezifische Informationen und/oder Informationen über den Chirurgen, wie zum Beispiel Name, Alter, Geschlecht des Patienten, vorzunehmender Eingriff, Name des Chirurgen; Ort der Klink oder des Krankenhauses etc., umfassen.
Die Verfolgungsetiketten 1110 können entfernbar sein. Zum Beispiel können die Verfolgungsetiketten 1110 mit Stiften aus lösbarem Kleber oder mit brechbaren Anbringteilen angebracht sein. Bei einer Ausführungsform können die Verfolgungsetiketten 1110 in einer brechbaren Erstreckung 1102 einer Ausrichtungsführung 1100 integriert sein, wie in 1D–1E gezeigt ist. Die beispielhafte Ausrichtungsführung 1100 kann einen Körper 1120 aufweisen, der eine patientenspezifische Angreiffläche 1126 zum Angreifen an einer komplementären Fläche der entsprechenden Anatomie eines Patienten und eine oder mehrere Ausrichtungsstrukturen 1122 umfasst, die Führungsbohrungen 1124 für eine Führungsausrichtung oder Bohrstifte oder andere Instrumente begrenzen. Die Erstreckung 1102 kann während des Herstellprozesses, zum Beispiel während des Schichtungsprozesses eines Verfahrens zur schnellen Prototypentwicklung, hergestellt oder integriert werden und kann eine Tasche 1104 aufweisen, in der als Teil des Schichtungsprozesses ein Verfolgungsetikett 1110 eingesetzt wird. Die Schichtung kann fortgesetzt werden und das Verfolgungsetikett 1110 bedecken. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Erstreckung 1102 ein Rohling mit größeren Bemessungen sein, aus dem die Tasche 1104 für das Verfolgungsetikett 1110 maschinell hergestellt wird. Das Verfolgungsetikett 1110 kann von dem Chirurgen entfernt oder abgebrochen werden. Das Verfolgen von patientenspezifischen (und Chirurgen-)Informationen kann für den gesamten Herstellvorgang von Anfang bis Ende, d. h. von der Herstellung der verfolgten Komponenten bis zum Zusammensetzen der chirurgischen Ausrüstung 1000 bis zu dem Implantationseingriff in dem Operationssaal oder -raum vorgesehen sein.
In 2 ist eine Computerschnittstelle 400 zu einem Computerprogramm für das Verwalten des Herstellverfahrens schematisch dargestellt. Ein Manager 402 für ein orthopädisches System kann in Form einer Software oder eines anderem Computerprogramms, das dem Originalgerätehersteller zugeordnet ist, vorgesehen sein. Der Manager 402 für ein orthopädisches System kann lokal über zweckbestimmte Computereinrichtungen oder ein zweckbestimmtes Computerterminal zugänglich sein, die/das festverdrahtet oder drahtlos direkt mit einer Software kommunizieren. Der Manager 402 für ein orthopädisches System kann ferner unter Verwendung elektronischer oder anderer Vorrichtungen, die mit dem Internet oder einem anderen webbasierten Netzwerk oder anderen ähnlichen Kommunikationsnetzwerken, einschließlich kabel-, satellit- und telefonbasierten Netzwerken, verbunden sein können, über das Internet oder andere Fern-Kommunikationsportale fernzugänglich sein.
Der Systemmanager 402 kann Zugriff auf Patientendatei-Informationen, einschließlich Listen sämtlicher bestehenden Patienten bei 403 und Operationsdaten, Chirurgen und Genehmigungsstatus des Operationsplans für jeden Patienten bei 404 ermöglichen. Jede Patientendatei kann persönliche und medizinische Informationen des Patienten enthalten, wie zum Beispiel Gewicht, Größe, Geschlecht, Alter, Lebensstil, zugehörige Krankenprotokolle und Krankengeschichte sowie Informationen über eine Patientenbeurteilung, die bei 406 eine zu dem orthopädischen Eingriff gehörende physische und Bewegungsbewertung und bei 408 eine Weich- und Hartgewebeanalyse, einschließlich Informationen, die bei Aspekten 120 und 125 in 1 vorgesehen sind, umfasst, wie oben diskutiert. Bilderzeugungszentrums-Informationen für Patienten-Scans, wie in Zusammenhang mit Aspekten 100 und 110 in 1 diskutiert, können bei 410 hinzugefügt oder modifiziert werden, und ein Bilderzeugungszentrum für jeden spezifischen Patienten kann bei 412 spezifiziert werden. Chirurgenprofile, einschließlich Präferenzen des Chirurgen hinsichtlich Ausrichtung der anatomischen Achsen oder Präferenzen hinsichtlich Implantat und Instrumenten, die berücksichtigt werden können, wenn der vorläufige präoperative Plan erstellt wird, wie bei Aspekt 130 in 1 diskutiert, können bei 414 erstellt und editiert werden. Informationen über und Auswahl von Herstellzentren sind für die Herstellung der Implantate und/oder Ausrichtungsführungen bei 416 zugänglich, wie in Zusammenhang mit Aspekten 260, 250, 240 und 210–230 in 1 diskutiert. Der vorläufige präoperative Plan für jeden Patienten kann bei 418 erstellt werden, wie oben bei 140 mit Bezug auf 1 diskutiert, und bei 420 dem Chirurgen des Patienten per E-Mail oder anderweitig übermittelt werden.
Wie oben bei Aspekten 150 bis 190 in 1 diskutiert, umfasst eine Implantatoption das Herstellen von halb-individuell angepassten Implantaten mittels eines generischen Abformteils. Erläuternde Beispiele für ein(e) halb-individuell angepasste(s) Oberschenkelknochen-Implantat/-Komponente sind in 3-5 gezeigt. Ein generisches Abformteil 300 des Implantats ist ein Abformteil, das stärker spezialisiert ist als normales Stangenmaterial, aus dem jede Größe eines Implantats gefertigt werden kann, jedoch weniger spezialisiert als die serienmäßig produzierten Implantate, die in einer bestimmten Anzahl von Größen, typischerweise sechs bis zehn Größen, zur Verfügung stehen und aus spezifischen Abformteilen dieser Größen fertiggestellt werden. Das generische Abformteil kann in einer Größe und Gestaltung hergestellt werden, die einen Bereich variabler Merkmale für das Implantat abdecken können, und kann gleichzeitig maschinell auf mehrere Größen, wie z. B. drei oder vier kleinere Größen, bearbeitet werden. Im Gegensatz dazu erfordern serienmäßig produzierte Implantate eine Form oder ein Abformteil für jede angebotene Größe und einen größeren Lagerbestand an verfügbaren Größen für jede Implantatkomponente. Das generische Abformteil kann im Wesentlichen geometrische Merkmale aufweisen, die größen-/gestaltungs- und/oder patientenunabhängig oder universell sind, und ferner Merkmale, die größen-/gestaltungs- oder patientenspezifisch sind, wie bei den nachstehenden Beispielen diskutiert wird. Insbesondere kann das generische Abformteil mindestens ein geometrisches Merkmal, das für jeden Patienten unverändert bleibt, oder ein universelles Merkmal und mindestens ein geometrisches Merkmal, das spezifisch an einen bestimmten Patienten angepasst und für diesen spezifisch ist, aufweisen. Ferner können generische Abformteile in den gleichen Größen vorgesehen sein wie serienmäßig produzierte Komponenten, obwohl generische Abformteile andere Gestaltungen aufweisen können als serienmäßig produzierte Komponenten.
In 4 und 5 ist ein beispielhaftes generisches Abformteil 300 eines Oberschenkelknochen-Implantats gezeigt. Bei diesem Beispiel kann das generische Abformteil 300 einen vorderen Flansch 302 mit einer medialen/lateralen Breite W und/oder einer Höhe H und/oder anderen geometrischen Bemessungen aufweisen, um mehrere Größen von Oberschenkelknochen-Implantaten abzudecken. Zum Beispiel können mehrere Größen von linken Implantaten 304a, 304b und verschiedene Größen von rechten Implantaten 306a, 306b mittels eines einzigen generischen Abformteils ausgebildet werden. Zusätzlich zu mehreren Größen können mehrere Gestaltungen aus einem einzigen generischen Abformteil hergestellt werden. Geeignete Markierungen oder Vertiefungen oder Faltlinien zum Zuschneiden können vorgesehen sein, wie zum Beispiel Höhenmarkierungen 330. Das Implantat für einen bestimmten Patienten kann durch Auswählen bestimmter Merkmale, wie z. B. der Breite W oder der Höhe H oder anderer geometrischer Merkmale für einen bestimmten Patienten, und maschinelles Bearbeiten des generischen Abformteils 300 zum Herstellen der Größe, Bemessung oder Gestaltung oder Kombinationen daraus für dieses bestimmte geometrische Merkmal aus dem generischen Abformteil 300 hergestellt werden.
In 5 weist das generische Abformteil 300 kein Patella-Track-Merkmal auf, sondern stellt einen Abschnitt bereit, in dem ein Track 308 für eine individuell angepasste Patella in einem individuell angepassten Winkel oder einer individuell angepassten Gestaltung für jeden spezifischen Patienten maschinell hergestellt werden kann. Das generische Abformteil 300 kann ferner zusätzliches Material in dem Interkondylarkerben-Abschnitt aufweisen, um ein individuell angepasstes maschinelles Bearbeiten des Interkondylarkerben-Abschnitts 310 zu ermöglichen, um verschiedene Typen von Gelenkverbindung oder Constraint relativ zu dem Schienbeinimplantat, wie z. B. Nocken oder Interkondylarboxen, und andere Kontaktabschnitte für eine Gelenkverbindung mit dem Schienbeinimplantat entsprechend dem Bewegungsplan für das Gelenk des spezifischen Patienten abzudecken. Individuell angepasste Gestaltungen verschiedener anderer Bereiche der Implantate können ebenfalls aus dem generischen Abformteilen hergestellt werden. Separate Formen für hinten stabilisierte und kreuzbandhaltende Gelenkverbindungen können hergestellt werden, wobei jede Form mehrere Größen des entsprechenden Implantattyps abdecken kann. Zum Beispiel kann der Interkondylarkerbenabschnitt 310 für Linien- oder Abschnittskontakt mit den Gelenkverbindungsflächen eines Schienbeinimplantats mit verschiedenen Graden an Beugung maschinell bearbeitet werden. Beispielhafte Gelenkverbindungen sind den US-Patenten Nr. 6,589,283 , Nr. 6,413,279 und Nr. 6,165,223 des gleichen Inhabers und der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Ser.-Nr. 10/840,765, eingereicht am 6. Mai 2004, beschrieben, die alle Gegenstand der vorliegenden Offenbarung sind. Verschiedene Markierungen 332, die unterschiedlichen Größen entsprechen, können vorgesehen sein.
In 3 kann das generische Abformteil 300 mindestens ein patientenunabhängiges oder universelles Merkmal aufweisen, wie zum Beispiel universelle Zementaufnahmevorrichtungen 312 oder andere universelle Merkmale. Solche universellen Merkmale können mit jeder geeigneten inneren Geometrie 314 verwendet werden, die maschinell in das generische Abformteil 300 eingearbeitet werden können, um die geeignete Gestaltung und/oder Größe für einen spezifischen Patienten zu ermöglichen.
In 3, 4A, 5A, 5B und 5C kann ein halb-individuell angepasstes Implantat (304a, 304b, 306a, 306b) ferner durch individuelles Anpassen einer Vielzahl von Merkmalen auf der Basis der Anatomie eines Patienten in der präoperativen Planungsphase zusätzlich zu den oder anstelle der oben diskutierten Parameter aus einem generischen Abformteil 300 hergestellt werden. Das generische Abformteil 300 kann standardmäßige nicht individuell angepasste Gelenkverbindungsflächen für die medialen und lateralen Kondylen und eine innere Knochenangreiffläche 300a zum Angreifen an dem resezierten Oberschenkelknochen und fünf innere Ebene 511a, 513a, 517a, 512a und 514a (3) aufweisen, die einer vorderen Schneidebene 511', einer vorderen Fasenebene 513', einer distalen Schneidebene 517', einer hinteren Fasenebene 512' und einer hinteren Schneidebene 514' (5B und 5C) entsprechen. Die innere Knochenangreiffläche 300a und die entsprechenden inneren Ebenen des generischen Abformteils 300 können standardmäßigen, d. h. nicht individuell angepassten Größen für das Oberschenkelknochen-Implantat entsprechen. Durch Auswählen einer relativ großen Anzahl von Parametern entsprechend der Anatomie eines Patienten, wie in dem dreidimensionalen Bild des entsprechenden Gelenkbereichs des Patienten erfasst, kann das halb-individuell angepasste Implantat so hergestellt werden, dass es der Anatomie eines Patienten so eng wie gewünscht entspricht, wobei die innere Geometrie, die den Resektionsebenen in der Sagittalansicht entspricht, beibehalten wird. Insbesondere können bei einem Ausführungsbeispiel mindestens neun Parameter des Implantats patientenspezifisch sein, einschließlich drei Längen und sechs Winkeln, wie nachstehend mit Bezug auf den präoperativen Plan für den spezifischen Patienten und die verschiedenen geplanten Resektionsebenen diskutiert wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel des präoperativen Plans ist ein Bild der Anatomie eines Patienten, d. h. des distale Oberschenkelknochens 510' des Patienten, das die geplanten Schneidebenen anzeigt, in 5B und 5C gezeigt. 5B zeigt eine distale Ansicht des dreidimensionalen Bilds des distalen Oberschenkelknochens 510', wie mittels MRT, CT oder anderer Scans rekonstruiert. Die geplanten Resektionen, die an dem Bild angezeigt sind, umfassen mediale und laterale Seiten einer hinteren Fasenebene 512' einer distalen Schneidebene 517' und einer vorderen Fasenebene 513'. Der vorderste Punkt der Interkondylarkerbe ist durch eine Berührungslinie bei 907 angezeigt. 5C zeigt eine Vorderansicht des dreidimensionalen Bilds des distalen Oberschenkelknochens 510' und zeigt die distale Schneidebene 517', die vordere Fasenebene 513' und eine vordere Schneidebene 511'. Die geraden Ränder der verschiedenen Schneidebenen sind wie folgt mit Bezug auf 5C angezeigt: ein hinterer distaler Rand 950 ist der hintere Rand der distalen Schneidebene 517'; ein vorderer distaler Rand 952 ist der vordere Rand der distalen Schneidebene 517'; ein distaler vorderer Rand 954 ist der distale Rand der vorderen Schneidebene 511'; und ein proximaler vorderer Rand 956 ist der proximale Rand der vorderen Schneidebene 511'. 5B zeigt ferner den hinteren distalen Rand 950, den vorderen distalen Rand 952 und den distalen vorderen Rand 954.
Eine repräsentative, jedoch nicht vollständige Liste von patientenspezifischen Parametern, die nach Auswählen eines Implantats mit einer bestimmten Größe in der präoperativen Phase zum Integrieren in die Implantatauslegung ausgewählt werden können, ist in 4A und 5A–C. gezeigt.
Insbesondere kann eine zentrale Ebene 800, die rechtwinklig zu der Epikondylarachse 801 des distalen Oberschenkelknochens 510' verläuft, durch die Mitte der und orthogonal zu der medialen/lateralen Breite W des generischen Abformteils 300 identifiziert werden. Die zentrale Ebene 800 kann als eine Referenzebene für die Knochenschnitte und die verschiedenen patientenspezifischen Parameter, die zum Modellieren des halb-individuell angepassten Implantats zu verwenden sind, verwendet werden. Die spezifizierten Parameter können zum Beispiel drei Abstände/Längen des Implantats und sechs Winkel des Implantats umfassen, von denen jede(r) präoperativ modifiziert werden kann, um patientenspezifisch zu sein, so dass sie der Anatomie eines bestimmten Patienten entsprechen und angepasst sind. Es sei angemerkt, dass eine kleinere oder größere Anzahl von Parametern oder andere Parameter verwendet werden können, um das Implantat für den Patienten individuell anzupassen und zu optimieren. Die folgenden beispielhaften Parameter sind in 4A und 5A–C angegeben: mediale Kondylusbreite 802, laterale Kondylusbreite 804, Kerbenhöhe 806, erste, zweite und dritte mediale Winkel 808, 810, 812; und erste, zweite und dritte laterale Winkel 814, 816, 818.
Insbesondere ist, wie in 5B und 5C gezeigt ist, die mediale Kondylusbreite 802 als der Abstand zwischen der zentralen Ebene 800 und dem/der am weitesten entfernt liegenden Punkt/Berührungslinie 902 (jedoch nicht Teil eines Osteophyten) an dem hinteren distalen Rand 950 definiert. Die laterale Kondylusbreite 804 ist als der Abstand zwischen der zentralen Ebene 800 und dem/der am weitesten entfernt liegenden Punkt/Berührungslinie 904 an dem hinteren distalen Rand 950 (jedoch nicht Teil eines Osteophyten) definiert. Die Kerbenhöhe 806 ist als der Abstand entlang der zentralen Ebene 800 von der hinteren Schneidebene 514' an einem Rand 906 zu dem/der am weitesten vorn liegenden Punkt/Berührungslinie 907 an der Kerbe (jedoch nicht Teil eines Osteophyten) definiert. Der erste mediale Winkel 808 ist als der Winkel zwischen der zentralen Ebene 800 und der Linie 908 definiert, die die medialsten Punkte an dem hinteren distalen Rand 950 und dem vorderen distalen Rand 952 verbindet. Der zweite mediale Winkel 810 ist als der Winkel zwischen der zentralen Ebene 800 und der Linie 910 definiert, die die medialsten Punkte an dem vorderen distalen Rand 952 und dem distalen vorderen Rand 954 verbindet. Der dritte mediale Winkel 812 ist als der Winkel zwischen der zentralen Ebene 800 und der Linie 912 definiert, die die medialsten Punkte an dem distalen vorderen Rand 954 und dem proximalen vorderen Rand 956 verbindet. Der erste laterale Winkel 814 ist als der Winkel zwischen der zentralen Ebene 800 und der Linie 914 definiert, die die lateralsten Punkte an dem hinteren distalen Rand 950 und dem vorderen distalen Rand 952 verbindet. Der zweite laterale Winkel 816 ist als der Winkel zwischen der zentralen Ebene 800 und der Linie 916 definiert, die die lateralsten Punkte an dem vorderen distalen Rand 952 und dem distalen vorderen Rand 954 verbindet. Der dritte laterale Winkel 818 ist als der Winkel zwischen der zentralen Ebene 800 und der Linie 918 definiert, die die lateralsten Punkte an dem distalen vorderen Rand 954 und dem proximalen vorderen Rand 956 verbindet.
In 1A kann dann, wenn die oben genannten Parameter 800, 802, 804, 806, 808, 810, 812, 814, 816, 818 in der präoperativen Planungsphase identifiziert worden sind, ein Bild eines halb-individuell angepassten Implantats, das mittels dieser Parameter individuell angepasst worden ist, bei 135 zur Prüfung und zum Vergleich mit dem Bild der Anatomie eines Patienten angezeigt werden. Die Werte der Parameter 800, 802, 804, 806, 808, 810, 812, 814, 816, 818 können wie gewünscht eingestellt werden, und das Implantat mit den eingestellten oder endgültigen Parametern kann bei 137 ausgewählt und bei 140 zusammen mit dem präoperativen Plan, der Präferenzen eines Chirurgen hinsichtlich Implantaten, Führungen und anderen Instrumenten enthält, wie oben in Zusammenhang mit 1 beschrieben ist, zur Prüfung an den Chirurgen gesendet werden. Der präoperative Planungsvorgang kann wie oben diskutiert erfolgen.
Wie oben diskutiert, weist jedes halb-individuell angepasste Implantat eine innere Knochenangreifgeometrie auf, die fünf Ebenen 511a, 513a, 517a, 512a und 514a, welche den Resektionsebenen entsprechen, und mindestens neun patientenspezifische Parameter umfasst, einschließlich der drei Längen und sechs Winkel, die oben beschrieben sind.
Aus der vorstehenden Diskussion geht hervor, dass durch das generische Abformteil der Lagerbestand, Kosten für die maschinelle Bearbeitung und Investition in Formwerkzeuge stark verringert werden können, wobei gleichzeitig Größen und geometrische Merkmale, die für einen Patienten spezifisch sind, abgedeckt werden. Insbesondere kann jeder Implantattpy aus einem generischen Abformteil gebildet werden, das mehrere AP-Größen abdeckt, die medialen/lateralen Breiten, wie z. B. vier Größen, entsprechen. Bei Implantaten, die in acht Größen zur Verfügung stehen, kann mit dem generischen Abformteil durch Verwendung von insgesamt zwei Formen für acht Größen der Lagerbestand um die Hälfte verringert werden. Ferner können weitere Verringerungen des Lagerbestands durch Kombinieren von rechten und linken Implantaten zu einem einzigen generischen Abformteil erreicht werden, wie oben mit Bezug auf 4A diskutiert. Somit werden mit generischen Abformteilen seitenspezifische Abformteile reduziert und verschiedene individuell angepasste Formen und Merkmale ermöglicht.
Der Prozess kann dann erfolgen wie in 13A und 13B gezeigt ist und wie oben mit Bezug auf 1 diskutiert. Die Blöcke in 13A und 13B, die die gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem Apostroph versehen, aufweisen wie 1, werden nicht näher diskutiert, sondern sind oben anhand von 1 diskutiert und umfassen im Wesentlichen die gleichen Prozesse. Zusätzlich zu den verschiedenen oben diskutierten Anwendungen kann eine Eingabe durch einen Chirurgen oder einen anderen zuständigen Benutzer mittels eines Handheld-Geräts durchgeführt werden, wie oben diskutiert. Wie in 13A und B gezeigt ist, kann ein Handheld-Gerät von dem Chirurgen zum Prüfen des präoperativen Plans bei 140' verwendet werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Prozess zum Bereitstellen eines ausgewählten Implantats und ausgewählter Werkzeuge dem oben zum Beispiel mit Bezug auf 1 beschriebenen im Wesentlichen gleich sein kann.
In 14 ist eine schematische Darstellung von Haupt- oder beispielhaften Hardwarekomponenten für den in 13A und 13B dargestellten Prozess gezeigt. Der präoperative Plan oder vorläufige präoperative Plan aus Block 130 und 130' kann von einem Dienstanbieter 700 entwickelt oder erstellt werden. Der Dienstanbieter 700 kann einen Hauptprozessor 702 und einen Hauptspeicher 704 besitzen, betreiben, verwalten oder dergleichen. Der Hauptprozessor und der Hauptspeicher 702, 704 können sich bei dem Dienstanbieter 700 befinden, mit dem Dienstleitungsanbieter 700 in Kommunikation stehen oder anderweitig von dem Dienstanbieter 700 gesteuert, gepflegt oder verwendet werden. Ferner können der Hauptprozessor und der Hauptspeicher 702, 704 in ein einzelnes Serversystem integriert sein. Unabhängig davon kann der Hauptprozessor 702 ein Programm, wie z. B ein Programm zum Entwickeln des präoperativen Plans, verarbeiten oder ausführen, Eingaben von dem Chirurgen akzeptieren und den endgültigen präoperativen Plan ergänzen oder erstellen. Ferner kann der Hauptprozessor 702 auch zum Auslegen und Ausgeben des Implantats und der Ausrichtungsführung in Blöcken 150, 150' und 160, 160' verwendet werden.
Wie oben diskutiert worden ist und hier weiter diskutiert wird, kann der präoperative Plan über eine Nachricht oder einen Chirurgenzugriff in Block 600', 602' von dem Chirurgen geliefert werden oder kann der Chirurg darauf zugreifen. Das Zugreifen auf den oder Liefern des präoperativen Plan(s) kann über eine Internet- oder Worldwide-Webverbindung 706 erfolgen, die ein erstes Kommunikationsverfahren 708 von dem Dienstanbieter 700 und ein zweites Kommunikationsverfahren 710 zu einem Handheld-Gerät 712 verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass das erste und das zweite Kommunikationsverfahren 708, 710 verdrahtet und drahtlos erfolgen können und beide dieselben sein können. Alternativ oder zusätzlich zu einer Internetverbindung kann ein Mobiltelefon-Verbindungssystem 714, wie z. B. ein Mast, ein Mobiltelefon, eine Antenne, vorgesehen sein. Eine erste Kommunikationsleitung 716 kann eine Mitteilung über das Mobiltelefon-Verbindungssystem 714 übermitteln. Es sei darauf hingewiesen, dass der Dienstanbieter direkt über die Verbindung 716 oder durch eine indirekte Verbindung 716', wie z. B. eine Internetverbindung, mit dem Mobiltelefon-Verbindungssystem 714 kommunizieren kann. Eine zweite Kommunikationsleitung 718 kann von einem Chirurgen 720 mit dem Handheld-Gerät 712 verwendet werden. Auch hier sei darauf hingewiesen, dass das erste und das zweite Kommunikationssystem 716, 716' und 718 verdrahtet oder drahtlos sein können und dieselben oder unterschiedliche sein können. Ferner kann ein Zwischensystem, wie z. B. ein Laptop- oder Desktop-Computer 722, über ein erstes Kommunikationssystem 724 mit einem System, wie z. B. dem Internet 706, in Kommunikation stehen, und das Handheld-Gerät 712 kann über ein zweites System 726 mit dem Computer 722 verbunden sein. Auch hier können das erste und das zweite Kommunikationssystem 724, 726 dieselben oder unterschiedliche und verdrahtet oder drahtlos sein.
Wie weiterhin in 13A, 13B und 14 gezeigt ist, kann auf geeignete Weise, wie z. B über das Internet 706 oder eine Mobiltelefon-Kommunikation 714, der vorläufige Plan aus Block 130' an einen Chirurgen geliefert werden, oder ein Chirurg kann auf diesen zugreifen. Der präoperative Plan kann der vorläufige präoperative Plan sein, wie oben diskutiert. Der präoperative Plan kann eine Datei eines geeigneten Typs sein, die Bilddaten, Patientendaten, Resektionsabschnittsdaten etc., aufweist, oder als eine solche Datei in dem Hauptspeicher 704, der dem Hauptprozessor 702 des Dienstanbieters 700 zugeordnet ist, gespeichert sein. Der präoperative Plan kann von dem Dienstanbieter 700 erstellt und gespeichert werden. Der Dienstanbieter 700 kann jeder geeignete Dienst sein, wie z. B. ein Implantat- und/oder Führungshersteller oder Spezifikationsanbieter. Ein Spezifikationsanbieter kann ein Dienst sein, der Spezifikationen für ein Implantat oder eine Führung einem Hersteller zu Produktionszwecken zur Verfügung stellt.
Der Dienstanbieter 700 kann den Chirurgen 720 oder Benutzer in Block 600' darüber benachrichtigen, dass der vorläufige präoperative Plan zur Prüfung bereitsteht. Die Benachrichtigung, dass der präoperative Plan erstellt ist, kann auf jede geeignete Weise erfolgen. Zum Beispiel kann eine Benachrichtigung per elektronischer Post an den Chirurgen 720 gesendet werden, kann eine Textmitteilung an den Chirurgen 720 gesendet werden, kann ein Telefonanruf über eine Festnetz- oder drahtlose Verbindung bei dem Chirurgen 720 erfolgen, wie in 14 gezeigt ist. Unabhängig davon kann der Chirurg in Block 600 unter Verwendung der Mobilvorrichtung 712 darüber benachrichtigt werden, dass der präoperative Plan zur Prüfung bereitsteht.
Wenn der Chirurg 720 darüber benachrichtigt wird, dass der präoperative Plan zur Prüfung bereitsteht, kann der Chirurg 720 in Block 602' auf den präoperativen Plan zugreifen. Der Chirurg kann in Block 140' auf eine oder eine Vielzahl von Arten auf den präoperativen Plan zugreifen. Zum Beispiel kann der Chirurg 720 in Block 604' den präoperativen Plan auf das Handheld-Gerät herunterladen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Chirurg 720 in Block 606' mittels des Handheld-Geräts 712 auf den Hauptprozessor/-speicher 702, 704 zugreifen, um den präoperativen Plan in dem Hauptspeicher 704 zu prüfen. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass der Chirurg 720 auch mittels des Computers oder Terminals 722 durch Herunterladen der den präoperativen Plan enthaltenden Datei auf den Computer 722, auf dem eine geeignet Software zum Zugreifen auf den präoperativen Plan installiert ist, auf den Plan zugreifen kann. Der Chirurg 720 kann ferner einen Ausdruck des präoperativen Plans zwecks Manipulation oder Kommentierung des präoperativen Plans oder auf eine andere geeignete Weise prüfen.
Wenn der Chirurg 720 die Datei auf das Handheld-Gerät 712 herunterlädt, kann die Datei unter Verwendung eines geeigneten Übertragungsprotokolls oder Kommunikationssystems auf das Handheld-Gerät 712 heruntergeladen werden, wie in 14 gezeigt ist. Zum Beispiel kann das Handheld-Gerät 712 über ein geeignetes Kommunikationskabel oder Protokoll 726, wie z. B. Bluetooth^®, ein Drahtlos-Kommunikationsprotokoll oder ein Universell-Seriell-Bus-(USB-)Kabel mit dem Computer 722 verbunden sein. Wenn die Datei auf das Handheld-Gerät 712 heruntergeladen ist, kann ein Programm auf dem Handheld-Gerät 712 die Datei ausführen oder lesen und Bilder für den Chirurgen 720 anzeigen. Der Chirurg 720 kann dann in Block 140' den Plan prüfen. Zum Beispiel kann, wie in 7 gezeigt ist, eine Ansicht des zu resezierenden Knochens zusammen mit den Schiebebalken 520 angezeigt werden, um ein Editieren oder Ergänzen des präoperativen Plans durch den Chirurgen zu ermöglichen.
Die Ansicht der Bilder, einschließlich der Schiebebalken 520, kann für das Handheld-Gerät 712 vergrößert werden. Zum Beispiel kann ein beschnittenes oder gezoomtes Bild nur einen Bereich des Knochens oder einer zu schneidenden oder zu resezierenden Region für die Prüfung durch den Chirurgen aufweisen. Zum Beispiel kann, wie in 15 gezeigt ist, das Handheld-Gerät 712 einen Betrachtungsbildschirm 740 aufweisen, der ein Bild des zu resezierenden Knochens, jedoch nur einen Bereich davon, wie z. B. einen lateralen Bereich eines distalen Oberschenkelknochens, anzeigt. Das gezoomte und beschnittene Bild kann weniger als sämtliche Schiebebalken 520 aufweisen, wie z. B. nur die Schiebebalken 520'c, 520'd. Die Schiebebalken 520'c und 520'd können angezeigt werden und der Chirurg kann darauf zugreifen, um zum Herstellen geeigneter Instrumente und Implantate für den spezifischen Patienten oder zum Ergänzen eines halbindividuell angepassten oder zum Auswählen eines serienmäßig produzierten Instruments und Implantats Daten in der Datei zu verändern.
Der Chirurg 720 kann auf die den präoperativen Plan enthaltende Datei zugreifen oder diese unter Verwendung der Schiebebalken 520'c und 520'd mittels eines geeigneten Zugriffs- oder Manipulationsprozesses ändern. Zum Beispiel kann der Bildschirm 740 des Handheld-Geräts 712 ein Berührungsbildschirm sein. Entsprechend kann der Chirurg 720 den Bildschirm mit einem Finger oder Stift berühren, um den Schieber- oder Markiererbereich 525 auf den Schiebebalken 520'c und 520'd zu bewegen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann eine Rollkugel oder eine andere Zeigevorrichtung 742 zum Zugreifen auf die oder Bewegen der Schiebebalken 520'c und 520'd vorgesehen sein. Es sei darauf hingewiesen, dass das Handheld-Gerät 712 jede geeignete Eingabevorrichtung aufweisen kann, wie z. B. externe oder verbundene Eingabevorrichtungen, die für geeignete Befehlseingaben in das System abgebildet werden können, um die den präoperativen Plan enthaltende Datei zu ergänzen. Die Änderungen, wenn sie von dem Chirurgen durchgeführt werden, können dann in der den präoperativen Plan enthaltenden Datei gespeichert werden, um eine editierte Datei des präoperativen Plans zu erstellen.
Wenn der Chirurg 720 nach der Prüfung des präoperativen Plans in Block 140' den Plan in Block 620' als inakzeptabel ansieht, kann dem NEIN-Weg 622' gefolgt werden, damit der Chirurg 720 den Plan in Block 624' editiert. Der Chirurg 720 kann den Plan in Block 624 auf jede geeignete Weise editieren, wie z. B. durch Bewegen der Schiebebalken 520'c und 520'd oder jedes anderen geeigneten Schiebebalkens. Alternativ kann der Chirurg 720 den präoperativen Plan auf jede geeignete Weise editieren, einschließlich der oben diskutierten. Ferner kann der Chirurg 720 Änderungen unter Verwendung eines geeigneten Eingabebereichs, wie z. B. durch Berühren des Bildschirms 740, in den präoperativen Plan eingeben. Es sei darauf hingewiesen, dass die den präoperativen Plan enthaltende Datei, die auf das Handheld-Gerät 712 heruntergeladen wird, dann mit den Editierungen als der editierte präoperative Plan gespeichert und an den Dienstanbieter 700 übermittelt werden kann, damit geeignete Editierungen nochmals geprüft oder abgeschlossen werden, wie oben diskutiert. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass das Handheld-Gerät 712, das das geeignete Programm aufweisen kann, die Datei in dem geeigneten Format speichern und zurück an den Dienstanbieter 700 übermitteln kann.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Herunterladen der den präoperativen Plan enthaltenden Datei kann in Block 606 das Handheld-Gerät 712 auf den präoperativen Plan zugreifen, der in dem Hauptspeicher 704 gespeichert ist, welcher dem Dienstanbieter zugeordnet und von dem Handheld-Gerät 712 getrennt ist. Wenn das Handheld-Gerät 712 auf den präoperativen Plan in dem Hauptprozessor, -speicher 702, 704 zugreift, braucht das Handheld-Gerät 712 nur ein Bild, das einen Bereich der Datei darstellt, auf dem Anzeigebildschirm 740 anzuzeigen. Das heißt, dass der präoperative Plan und Editierungen oder Bearbeitungen, die an dem präoperativen Plan durchgeführt werden, ausschließlich oder im Wesentlichen von dem Hauptprozessor 702 durchgeführt werden können, der ein Programm zum Manipulieren und Anzeigen der Datei ausführt. Der Hauptprozessor 702 und der Hauptspeicher 704 brauchen physisch nicht nahe dem Handheld-Gerät 712 vorgesehen zu sein oder mit diesem verbunden zu sein.
Das Handheld-Gerät 712 kann dazu vorgesehen sein, das Bild, wie z. B. ein Bild des zur Resektion vorgesehenen Knochens, dem Chirurgen 720 anzuzeigen. Daher braucht das Handheld-Gerät 712 nicht erforderlich zu sein, um die den präoperativen Plan enthaltende Datei von dem Dienstanbieter 700 zu bearbeiten, sondern nur vorgesehen zu sein, um die den präoperativen Plan enthaltende Datei anzuzeigen und Eingaben von dem Chirurgen 720 zu empfangen und zu übermitteln. Entsprechend können selbst dann, wenn in Block 606 von dem Dienstanbieter auf den präoperativen Plan zugegriffen wird, die Schiebebalken 520'c und 520'd auf der Anzeige 742 des Handheld-Geräts 712 zur Eingabe durch den Chirurgen 720 angezeigt werden. Die Eingaben können jedoch direkt an den Hauptprozessor 702 übermittelt werden, um eine Ergänzung oder Editierung der Datei zu verarbeiten. Dies erfolgt zusätzlich oder alternativ zu der Ergänzung oder Editierung der Datei, die auf das Handheld-Gerät 712 heruntergeladen worden ist, um den editierten präoperativen Plan zurück zu dem Dienstanbieter 700 zu übermitteln.
Dadurch, dass nur oder im Wesentlichen von dem Hauptprozessor/-speicher 702, 704 aus auf den präoperativen Plan zugegriffen wird, kann eine Datenübermittlung von dem Hauptspeicher 704 oder Anbieter 700 zu dem Handheld-Gerät 712 des Chirurgen 720 minimiert werden. Eine verringerte Datenübermittlung kann zu einer erhöhten Geschwindigkeit und verringerten Kosten für die Datenverwendung oder Engpässen in einem System führen. Ferner kann das Handheld-Gerät 712 einen begrenzten Speicherplatz und begrenzte Verarbeitungskapazitäten bieten oder aufweisen, wenn nur mit den Handheld-Gerät 712 auf die den präoperativen Plan enthaltende Datei zugegriffen wird, und es werden nur kleine Mengen an Informationen übertragen, zum Beispiel bezüglich einer Schiebebalkenposition und kleinerer Bereiche einer Bilddatei. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass ein vollständiger oder präoperativer Plan an das Handheld-Gerät 712 übermittelt wird, auf dem Handheld-Gerät 712 vollständig bearbeitet wird, auf dem Handheld-Gerät 712 editiert wird, gespeichert wird und zurück an den Dienstanbieter 700 übermittelt wird, oder das Handheld-Gerät 712 kann nur auf die den präoperativen Plan enthaltende Datei zugreifen, die in dem Hauptspeicher 702 gespeichert ist, und Editierungen an den Server übermitteln.
Die Datenübermittlung und -verarbeitung kann ferner durch Begrenzen oder Beschneiden der den präoperativen Plan enthaltenden Datei reduziert werden. Zum Beispiel wird, wie in 15 gezeigt ist, nur ein lateraler und distaler Bereich des Knochens auf der Anzeigevorrichtung oder dem Anzeigebildschirm 740 des Handheld-Geräts 712 dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Bilddatei oder Bildinformationen den gesamten Knochen oder andere Daten, die in der Bilddatei gespeichert sind, umfassen kann/können. Entsprechend können die Bilddatei an dem Server oder bei dem Anbieter beschnitten werden und nur ein Bereich der Bilddatei an das Handheld-Gerät 712 übermittelt werden. Dies kann mehrfach für verschiedene Bereiche der Bilddaten durchgeführt werden, um eine kleinere Dateipaketgröße oder Dateigröße für die Übermittlung an das Handheld-Gerät 712 zu ermöglichen. Das Beschneiden und Komprimieren der Datei kann im Wesentlichen in Echtzeit von dem Server durchgeführt werden, um ein im Wesentlichen lückenloses Prüfen und Manipulieren durch den Chirurgen zu ermöglichen.
Selbst wenn der Chirurg 720 auf die Datei in dem Hauptspeicher 704 zugreift, kann der Chirurg 720 in Block 140' den präoperativen Plan prüfen, wie oben diskutiert, und in Block 620' eine Entscheidung darüber treffen, ob der präoperative Plan akzeptabel ist. Wie oben diskutiert, kann dann, wenn der präoperative Plan nicht akzeptabel ist, dem NEIN-Weg 622' gefolgt werden, um in Block 624' Editierungen durch den Chirurgen zu ermöglichen.
Ferner kann unabhängig von dem Verfahren zum Prüfen des präoperativen Plans in Block 140' in Block 620' bestimmt werden, dass der präoperative Plan akzeptabel ist, und dem JA-Weg 626' gefolgt werden. Beim Folgen des JA-Wegs 626' können in Blöcken 150' und 160' das Implantat ausgelegt werden und eine Ausrichtungsführung ausgelegt werden.
Die vorstehende Beschreibung offenbart und erläutert nur beispielhafte Anordnungen der vorliegenden Lehren. Ferner werden das Mischen und Angleichen von Merkmalen, Elementen und/oder Funktionen zwischen den verschiedenen Ausführungsformen hierin ausdrücklich in Betracht gezogen, so dass ein Fachmann anhand dieser Offenbarung erkennt, dass Merkmale, Elemente und/oder Funktionen einer Ausführungsform gegebenenfalls in einer anderen Ausführungsform integriert sein können, sofern vorstehend nichts anderes beschrieben worden ist. Ferner können zahlreiche Modifikationen durchgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne dass dadurch vom Schutzumfang abgewichen wird. Ein Fachmann erkennt anhand einer solchen Beschreibung und anhand der beiliegenden Zeichnungen und Patentansprüche, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Abwandlungen erfolgen können, ohne dass dadurch vom Geist und vom Umfang der vorliegenden Lehren, wie sie in den nachfolgenden Patentansprüchen festgelegt sind, abgewichen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6589283 [0063]
US 6413279 [0063]
US 6165223 [0063]

Claims

Orthopädische Vorrichtung, die umfasst: ein Oberschenkelknochenimplantat, das eine nicht individuell angepasste innere Knochenangreiffläche aufweist, wobei das Oberschenkelknochenimplantat ferner mindestens neun Parameter aufweist, die präoperativ eingestellt werden, um einem spezifischen Patienten zu entsprechen.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Parameter drei patientenspezifische Längen umfassen.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die patientenspezifischen Längen eine mediale Kondylusbreite umfassen.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die patientenspezifischen Längen eine laterale Kondylusbreite umfassen.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die patientenspezifische Längen eine Kerbenhöhe umfassen.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Parameter sechs patientenspezifische Winkel umfassen.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die sechs patientenspezifischen Winkel drei mediale Winkel und drei laterale Winkel umfassen.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine chirurgische Ausrüstung umfasst, welche das Oberschenkelknochenimplantat und eine patientenspezifische Ausrichtungsführung aufweist.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die chirurgische Ausrüstung wiederverwendbare Instrumente aufweist.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die chirurgische Ausrüstung eine Bohrführung und einen Schneidblock aufweist.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die chirurgische Ausrüstung ein Verfolgungsetikett aufweist.
Orthopädische Ausrüstung nach Anspruch 8, bei der die patientenspezifische Ausrichtungsführung ein entfernbares Verfolgungsetikett aufweist.
Orthopädische Vorrichtung, die umfasst: ein Oberschenkelknochenimplantat, das eine nicht individuell angepasste innere Knochenangreiffläche aufweist, wobei das Oberschenkelknochenimplantat ferner drei patientenspezifische Längen, drei patientenspezifische mediale Winkel und drei patientenspezifische laterale Winkel aufweist, wobei die Längen und medialen und lateralen Winkel präoperativ auf der Basis eines dreidimensionalen Bilds einer Anatomie eines Patienten ausgewählt werden, um an die Anatomie eines Patienten angeglichen zu sein.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die patientenspezifischen Längen eine mediale Kondylusbreite, eine laterale Kondylusbreite und eine Kerbenhöhe umfassen.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 13, die ferner eine chirurgische Ausrüstung umfasst, welche das Oberschenkelknochenimplantat und eine patientenspezifische Ausrichtungsführung aufweist, die ein entfernbares Verfolgungsetikett aufweist.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 13, die ferner eine Einweg-Instrumentenausrüstung umfasst, welche nur Einweg-Instrumente aufweist.
Orthopädische Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Instrumentenausrüstung patientenspezifische Einweg-Ausrichtungsführungen aufweist.
Herstellverfahren für eine orthopädische Vorrichtung, das umfasst: Erstellen eines dreidimensionalen Bilds eines Gelenks eines Patienten; Auswählen eines nicht individuell angepassten Implantats, das dem Gelenk eng angeglichen ist; und Modifizieren von mindestens sechs Winkeln des Implantats derart, dass dieses patientenspezifisch sind.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die sechs Winkel drei mediale Winkel und drei laterale Winkel des Implantats umfassen.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner mit dem Schritt des Modifizierens von mindestens drei Längen des Implantats derart, dass diese patientenspezifisch sind.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem das Modifizieren von mindestens drei Längen des Implantats derart, dass diese patientenspezifisch sind, das Modifizieren einer medialen Kondylusbreite umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem das Modifizieren von mindestens drei Längen des Implantats derart, dass diese patientenspezifisch sind, das Modifizieren einer lateralen Kondylusbreite umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem das Modifizieren von mindestens drei Längen des Implantats derart, dass diese patientenspezifisch sind, das Modifizieren einer Kerbenhöhe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner mit dem Schritt des Zusammenstellens einer chirurgischen Ausrüstung, die das Oberschenkelknochenimplantat und eine patientenspezifische Ausrichtungsführung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 24, ferner mit dem Schritt des Aufnehmens eines entfernbaren Verfolgungsetiketts, das patientenspezifische Informationen aufweist, in die patientenspezifische Ausrichtungsführung.
Verfahren nach Anspruch 25, ferner mit dem Schritt des Verfolgens der Patienteninformationen von der Herstellung bis zum Implantationseingriff.
Herstellverfahren für eine orthopädische Vorrichtung, das umfasst: Erstellen eines dreidimensionalen Bilds eines Gelenks eines Patienten; Auswählen eines nicht individuell angepassten Implantats, das dem Gelenk eng angeglichen ist; und Modifizieren von mindestens drei Längen und sechs Winkeln des Implantats derart, dass dieses patientenspezifisch sind.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die sechs Winkel drei mediale Winkel und drei laterale Winkel des Implantats umfassen.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Modifizieren von mindestens drei Längen des Implantats derart, dass diese patientenspezifisch sind, das Modifizieren einer medialen Kondylusbreite umfasst.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Modifizieren von mindestens drei Längen des Implantats derart, dass diese patientenspezifisch sind, das Modifizieren einer lateralen Kondylusbreite umfasst.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Modifizieren von mindestens drei Längen des Implantats derart, dass diese patientenspezifisch sind, das Modifizieren einer Kerbenhöhe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 27, ferner mit dem Schritt des Zusammenstellens einer chirurgischen Ausrüstung, die das Oberschenkelknochenimplantat und eine patientenspezifische Ausrichtungsführung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 27, ferner mit dem Schritt des Verfolgens der chirurgischen Ausrüstung während des Lagerns der chirurgischen Ausrüstung.
Verfahren nach Anspruch 32, ferner mit dem Schritt des Anbringens eines Verfolgungsetiketts mit patientenspezifischen Informationen an der patientenspezifischen Ausrichtungsführung und Verfolgen der Informationen von der Herstellung bis zum Implantationseingriff.
Verfahren nach Anspruch 27, ferner mit dem Schritt des Zusammenstellens einer chirurgischen Ausrüstung, die von dem Chirurgen ausgewählte Instrumente aufweist.
Verfahren nach Anspruch 35, bei dem die chirurgische Ausrüstung derart ausgelegt ist, dass sie wegwerfbar ist.