定制的患者專用整形外科手術器械的制作方法

專利名稱：定制的患者專用整形外科手術器械的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及定制的患者專用整形外科手術器械，并涉及用于制造和定位這類器械的方法、裝置和系統。
背景技術：
關節置換術是熟知的用假體關節置換患病和/或損傷的自然關節的外科手木。通常的膝假體包括脛骨托、股骨組件、位于脛骨托和股骨組件之間的聚合物襯套或軸承、以及(在一些情況下)聚合物髕骨塊(patella button)。為了有利于用膝假體置換自然關節，整形外科醫生使用多種整形外科手術器械，例如切割模塊、鉆孔導向器、銑削導向器和其他外科手術器械。通常，整形外科手術器械對患者來說是通用的，以使得在相似的整形外科手術中同樣的整形外科手術器械可用于多個不同的患者。

發明內容
ー個方面，公開了ー種對患者骨骼進行整形外科手術的方法。所述方法可包括將定制的患者專用切割模塊定位成與患者的骨骼接觸。在一些實施例中，所述方法可包括將定制的患者專用切割模塊定位成與患者的股骨接觸。在一些實施例中，所述方法可包括將定制的患者專用切割模塊定位成與患者的脛骨接觸。所述方法可包括將一對導向銷插入限定于所述定制的患者專用切割模塊中的一對導向銷孔。所述方法還可包括利用所述定制的患者專用切割模塊在患者的骨骼中進行第一次切割。在一些實施例中，所述方法可包括利用所述定制的患者專用切割模塊在患者的股骨中進行第一次切割。在其它實施例中，所述方法可包括利用所述定制的患者專用切割模塊在患者的脛骨中進行第一次切割。所述方法還可包括將定制的患者專用切割模塊從患者的骨骼上移除，而不從患者的骨骼上移除導向銷。所述方法可包括將所述一對導向銷插入限定于患者通用再切模塊中的一對導向銷孔，并利用患者通用再切模塊在患者的骨骼中進行第二次切割。在一些實施例中，所述方法可包括利用患者通用再切模塊在患者的股骨中進行第二次切割。所述方法還可包括基本平行于第一次切割在患者的股骨中進行第二次切割。另外，在一些實施例中，所述方法可包括相對于第一次切割在股骨中進行按照成角度的位置取向的第二次切割。在一些實施例中，所述方法可包括利用患者通用再切模塊在患者的脛骨中進行第二次切割。所述方法可包括基本平行于第一次切割在患者的脛骨中進行第二次切割。另外， 在一些實施例中，所述方法可包括相對于第一次切割在脛骨中進行按照成角度的位置取向的第二次切割。在一些實施例中，所述方法可包括將一對導向銷插入限定于患者通用再切模塊中的一對導向銷孔，使得所述患者通用再切模塊的切割導向器基本平行于所述第一次切割。所述方法可包括利用所述患者通用再切模塊在患者的骨骼中進行第二次切割，以使得所述第二次切割基本平行于所述第一次切割。另外，在一些實施例中，所述患者通用再切模塊的切割導向器可相對于第一次切割按照成角度的位置取向。所述方法可包括利用所述患者通用再切模塊在患者的骨骼中進行第二次切割，以使得所述第二次切割相對于所述第一次切割按照成角度的位置取向。在一些實施例中，所述方法可確定在利用所述定制的患者專用切割模塊在患者的骨骼中進行第一次切割后將從患者的骨骼上去除的額外骨骼量。所述方法可包括從限定于所述患者通用再切模塊中的多對導向銷孔中選擇與將從患者的骨骼上去除的額外骨骼量對應的一對導向銷孔。所述方法可包括將一對導向銷插入到所選擇的限定于所述患者通用再切模塊中的與將從患者的骨骼上去除的額外骨骼量對應的一對導向銷孔中。另一方面，整形外科器械組件可包括定制的患者專用切割模塊和患者通用再切模塊。在另一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是患者專用的股骨切割模塊，患者通用再切模塊可以是患者通用的股骨再切模塊。在其它實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是患者專用的脛骨切割模塊，且患者通用再切模塊可以是患者通用的股骨再切模塊。定制的患者專用切割模塊可包括切割導向器和一對導向銷孔。患者通用再切模塊可包括切割導向器和多對導向銷孔。患者通用再切模塊的每對導向銷孔可以在直徑以及與定制的患者專用切割模塊的所述一對導向銷孔的間距上對應。在一些實施例中，當患者通用再切模塊的一對導向銷孔與定制的患者專用切割模塊的所述一對導向銷孔對準時，患者通用再切模塊的切割導向器可基本平行于定制的患者專用切割模塊的切割導向器。在一些實施例中，當患者通用再切模塊的一對導向銷孔與定制的患者專用切割模塊的所述一對導向銷孔對準時，患者通用再切模塊的切割導向器可相對于定制的患者專用切割模塊的切割導向器按照成角度的位置取向。另一方面，公開了一種對患者股骨進行整形外科手術的方法。所述方法可包括將定制的患者專用切割模塊定位或布置成與患者的股骨接觸，并將一對導向銷插入限定于所述定制的患者專用切割模塊中的一對導向銷孔。所述方法還可包括用所述定制的患者專用切割模塊在患者的股骨中進行第一次切割。所述方法可包括將所述定制的患者專用切割模塊從患者的股骨上移除，而不從患者的股骨上移除所述導向銷。所述方法還可包括確定在股骨中進行第一次切割后將從患者的股骨上去除的額外骨骼量，并從限定于患者通用再切模塊中的多對導向銷孔中選擇與將從患者的股骨上去除的額外骨骼量對應的一對導向銷孔。所述方法還可包括將一對導向銷插入到所選擇的限定于患者通用再切模塊中的與將從患者的股骨上去除的額外骨骼量對應的一對導向銷孔中。所述方法可包括用所述患 者通用再切模塊在患者的股骨中進行第二次切割。在一些實施例中，所述方法可包括將一對導向銷插入所選擇的一對導向銷孔中，使得患者通用再切模塊的切割導向器基本平行于第一次切割。所述方法可包括利用所述患者通用再切模塊在患者的股骨中進行第二次切害I]，使第二次切割基本平行于第一次切割。另外，在一些實施例中，所述方法可包括將一對導向銷插入所選擇的一對導向銷孔中，使患者通用再切模塊的切割導向器相對于第一次切割按照成角度的位置取向。所述方法可包括利用所述患者通用再切模塊在患者的股骨中進行第二次切割，使第二次切割相對于第一次切割按照成角度的位置取向。一個方面，公開了一種用于切割患者骨骼的整形外科骨鋸。整形外科骨鋸可包括構成為可接納骨鋸條的夾頭以及構成為可將一個或多個外科手術導向銷接納在其中以將骨鋸相對于患者的骨骼在預定位置對準的導向器。在一些實施例中，所述導向器可包括主體，所述主體中具有接納所述一個或多個外科手術導向銷的一個或多個開口。另外，在一些實施例中，所述導向器可具有帶狹槽的細長主體，所述狹槽構成為可接納所述一個或多個外科手術導向銷。在一些實施例中，整形外科骨鋸可具有固定于所述導向器的旋轉接頭，所述旋轉接頭允許夾頭和導向器彼此相對旋轉。在一些實施例中，整形外科骨鋸可具有把手以及固定于把手的殼體。所述夾頭可固定于所述殼體，所述旋轉接頭可設置在殼體和導向器之間。所述導向器可相對于殼體旋轉。在一些實施例中，夾頭和導向器這二者均被固定于所述殼體。另一方面，公開了一種用于切割患者骨骼的整形外科骨鋸工具。整形外科骨鋸工具可包括骨鋸和骨鋸條。骨鋸可具有殼體、固定于殼體的把手和固定于殼體的夾頭。骨鋸條可固定在夾頭上。骨鋸可包括固定于所述殼體的導向器，所述導向器構成為可接納一個或多個外科手術導向銷。在一些實施例中，導向器可具有主體，所述主體具有接納所述一個或多個外科手術導向銷的一個或多個開口。在一些實施例中，所述導向器可具有細長主體，所述細長主體具有狹槽。所述狹槽可構成為可接納一個或多個外科手術導向銷。在一些實施例中，骨鋸可包括設置在殼體和導向器之間的旋轉接頭。所述旋轉接頭可允許導向器和骨鋸條彼此相對旋轉。
另一方面，公開了一種對患者的骨骼進行整形外科手術的方法。所述方法可包括將一個或多個外科手術導向銷的第一端插入患者骨骼中。所述方法還可包括將所述一個或多個外科手術導向銷的第二端推進到固定于骨鋸上的導向器中，以將骨鋸相對于患者的骨骼按照預定的位置定位。所述方法可包括在所述一個或多個外科手術導向銷被定位在導向器中的同時，用骨鋸在患者骨骼中進行切割。在一些實施例中，所述導向器可具有主體，所述主體具有限定于其中的一個或多個開口。所述方法可包括將所述一個或多個外科手術導向銷的第二端推進到導向器主體的一個或多個開口中。另外，在一些實施例中，所述導向器可包括具有狹槽的細長主體。所述方法可包括將所述一個或多個外科手術導向銷的第二端推進到導向器的細長主體的狹槽中。 在一些實施例中，骨鋸可包括固定到夾頭上的骨鋸條以及設置在夾頭與導向器之間的旋轉接頭。所述方法可包括在患者的骨骼中進行切割的同時，使夾頭相對于導向器旋轉。在一些實施例中，所述方法可包括將定制的患者專用切割模塊定位成與患者的骨骼接觸。所述方法還可包括將所述一個或多個外科手術導向銷的第一端穿過限定在所述定制的患者專用切割模塊中的一個或多個導向銷孔而插入患者骨骼中。所述方法還可包括將所述定制的患者專用切割模塊從患者的骨骼上移除，而不從患者的骨骼上移除所述一個或多個外科手術導向銷。一個方面，公開了一種定制的患者專用整形外科器械。所述定制的患者專用整形外科器械可包括定制的患者專用股骨切割模塊，所述股骨切割模塊可包括具有向骨表面(bone-facing survace)的主體,所述向骨表面具有定制的患者專用負外形,所述負外形構成為可接納患者股骨的前側具有對應正外形的部分。定制的患者專用整形外科器械還可包括從主體向后側延伸的至少一個突出部，所述至少一個突出部具有向骨表面，所述向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者股骨的遠端側具有對應正外形的部分。定制的患者專用整形外科器械可包括從所述至少一個突出部的端部向上延伸的唇緣，所述唇緣具有向骨表面，所述向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者股骨的后側具有對應正外形的部分。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊可包括從主體向后側延伸的第一突出部和從主體向后側延伸的第二突出部。第一突出部和第二突出部各自可具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者股骨的遠端具有對應正外形的對應部分，并且在第一突出部和第二突出部之間限定有開口。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊可包括從第一突出部的端部向上延伸的第一唇部和從第二突出部的端部向上延伸的第二唇部，第一突出部和第二突出部各自具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者股骨的后側具有對應正外形的對應部分。在一些實施例中，第一突出部可從主體向后側延伸第一距離，第二突出部可從主體向后側延伸第二距離，第一距離和第二距離基本上不同。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊的主體可限定垂直平面，第一突出部和第二突出部可從主體相對于所述垂直平面傾斜地延伸。另外，在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊的主體可包括限定于其中的切割狹槽，所述切割狹槽設置成可讓外科醫生用所述切割狹槽對患者股骨進行遠端切割。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊可包括結合到主體的切割導向器，所述切割導向器具有限定于其中的切割狹槽，所述切割導向器由不同于主體的材料形成，并設置成可讓外科醫生用所述切割狹槽對患者股骨進行遠端切割。在一些實施例中，切割導向器可由金屬材料形成，并被包覆成型到定制的患者專用股骨切割模塊的主體上。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊可包括結合到主體的多個前側導向銷軸襯，各所述前側導向銷軸襯由不同于主體的材料形成，并具有限定為穿過所述前側導向銷軸襯的通道，所述通道的尺寸設定為可接納對應的導向銷。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊的主體可包括穿過其延伸的多個通道，所述多個前側導向銷軸襯中的每個被接納在所述多個通道中的對應通道中，并且被定位成使得每個前側導向銷軸襯的向骨端相對于主體的向骨表面凹進。在一些實施例中，所述多個通道中的一個可相對于所述多個通道中的其他通道傾 斜。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊的主體的各通道可在向骨表面上下沉。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊可包括結合到所述至少一個突出部的遠端導向銷軸襯，所述遠端導向銷軸襯由不同于所述至少一個突出部的材料形成，并具有限定為穿過所述遠端導向銷軸襯的通道，所述通道的尺寸設定為可接納對應的導向銷。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊的主體可包括限定于其中的開口，所述開口從切割導向器向上延伸至比所述多個前側導向銷軸襯中每個的最高點更高的主體上的點。在一些實施例中，所述至少一個突出部可包括橫跨所述至少一個突出部的向骨側而延伸的凹槽，所述凹槽和切割導向器限定橫向平面。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊可包括從主體向前側延伸的柱，所述柱包括限定于其中的通道，所述通道延伸通過所述柱到達主體的向骨表面并且其尺寸設定為可接納對應的導向銷。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊的主體可包括與向骨表面相對的外表面，所述外表面包括凹進區域。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊可包括從主體延伸的弓形托架，所述弓形托架包括具有負外形的后側向骨表面，所述負外形構成為可接納患者股骨的后側具有對應正外形的一部分。另外，在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊的主體可包括與向骨表面相對的外表面。所述外表面可包括凹進區域，所述凹進區域的尺寸設定為可接納外科醫生的指端。所述凹進區域可與主體上施加壓力以將定制的患者專用股骨切割模塊結合到患者股骨的位置對應。根據另一方面，定制的患者專用整形外科器械可包括定制的患者專用脛骨切割模塊，所述脛骨切割模塊可包括具有向骨表面的主體，所述向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者脛骨的前側具有對應外形的部分以及患者脛骨的內側具有對應外形的部分，以使得當患者脛骨的所述部分被接納在主體的定制的患者專用負外形中時，在主體的豎直延伸的二等分平面與患者脛骨的二等分弧矢平面之間限定大于零的角度。所述主體還可包括從主體向后側延伸的至少一個突出部，所述至少一個突出部具有向骨表面，所述向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者脛骨的近端側具有對應外形的部分。在一些實施例中，定制的患者專用脛骨切割模塊可包括從主體向后側延伸的第一突出部和從主體向后側延伸的第二突出部，第一突出部和第二突出部各自具有向骨表面，所述向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者脛骨的近端具有對應外形的對應部分，并且在第一突出部和第二突出部之間限定有開口。在一些實施例中，第一突出部和第二突出部各自可包括限定于其中的封閉的細長開口。在一些實施例中，定制的患者專用脛骨切割模塊的主體可包括上端以及與主體的向骨表面相對的外表面。所述上端包括限定于其中的凹口，所述凹口從外表面延伸至主體的向骨表面。在一些實施例中，第一突出部可從主體向后側延伸第一距離，第二突出部可從主體向后側延伸第二距離，第一距離和第二距離基本上不同。在一些實施例中，定制的患者專用脛骨切割模塊的主體可限定垂直平面，第一突出部和第二突出部從主體相對于所述垂直平面傾斜地延伸。在一些實施例中，第一突出部可具有最大厚度，第二突出部可具有最大厚度，第一突出部的最大厚度大于第二突出部的最大厚度。在一些實施例中，定制的患者專用脛骨切割模塊的主體可包括限定于其中的切割狹槽，所述切割狹槽設置成可讓外科醫生用所述切割狹槽對患者股骨進行近端切割。在一些實施例中，定制的患者專用脛骨切割模塊可包括結合到主體的切割導向器，所述切割導向器中限定有切割狹槽，所述切割導向器由不同于主體的材料形成，并設置 成可讓外科醫生用所述切割狹槽對患者股骨進行遠端切割。在一些實施例中，所述切割導向器可由金屬材料形成，并被包覆成型到定制的患者專用脛骨切割模塊的主體上。在一些實施例中，定制的患者專用脛骨切割模塊可包括與向骨表面相對的外表面和從外表面向外延伸的凸緣，所述凸緣的頂部表面與切割導向器的切割狹槽的底部表面共面。在一些實施例中，定制的患者專用脛骨切割模塊可包括結合到所述主體的多個前側導向銷軸襯，各所述前側導向銷軸襯由不同于主體的材料形成，并具有限定為穿過各所述前側導向銷軸襯的通道，所述通道的尺寸設定為可接納對應的導向銷。在一些實施例中，定制的患者專用脛骨切割模塊的主體可包括穿過其延伸的多個通道，所述多個前側導向銷軸襯中的每個被接納在所述多個通道中的對應通道中，并且被定位成使得每個前側導向銷軸襯的向骨端相對于主體的向骨表面凹進。在一些實施例中，所述多個通道中的一個可相對于所述多個通道中的其他通道傾斜。在一些實施例中，定制的患者專用脛骨切割模塊的主體的每個通道可在向骨表面上下沉。另外，在一些實施例中，定制的患者專用脛骨切割模塊可包括結合到所述至少一個突出部的近端導向銷軸襯，所述近端導向銷軸襯由不同于所述至少一個突出部的材料形成，并具有限定為穿過所述近端導向銷軸襯的通道，所述通道的尺寸設定為可接納對應的導向銷。在一些實施例中，定制的患者專用脛骨切割模塊的主體可包括與所述向骨表面相對的外表面，所述外表面包括凹進區域。在一些實施例中，主體的豎直延伸的二等分平面與患者脛骨的二等分弧矢平面之間限定的角度可在10度和30度之間。另外，在一些實施例中，主體的豎直延伸的二等分平面與患者脛骨的二等分弧矢平面之間限定的角度可為約20度。在一些實施例中，所述突出部的厚度可在前側至后側方向上逐漸減小。在一些實施例中，所述至少一個突出部的頂部表面在弧矢平面上具有凹的橫截面。在一些實施例中，主體的向骨表面的定制的患者專用負外形的部分可基本上限定一個復合角。在一些實施例中，所述至少一個突出部的向骨表面可包括中央凹陷部以在所述中央凹陷部周圍限定邊緣，所述至少一個突出部的向骨表面的定制的患者專用負外形在所述邊緣上限定。
根據另一方面，公開了一種定制的患者專用整形外科器械。定制的患者專用整形外科器械是定制的患者專用切割模塊。定制的患者專用切割模塊可具有包括負外形的向骨表面，所述負外形構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分，所述負外形基于患者骨骼上存在的軟骨厚度，相對于患者骨骼的外形被按比例縮放了預定量。根據本發明的一個方面，公開了一種定制的患者專用整形外科器械。定制的患者專用整形外科器械包括定制的患者專用切割模塊。定制的患者專用切割模塊可包括前側主體件、與前側主體件分離的端部主體件以及用于將前側主體件和端部主體件相互固定的多個緊固件。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用股骨切割模塊。另外，在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用脛骨切割模塊。所述前側主體件可包括向骨表面、與向骨表面相對的外表面和切割導向器。所述向骨表面可具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納具有對應外形的患者骨骼的前側部分。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊的前側主體件還可包括從外表面延伸至向骨表面的一對導向銷孔。在一些實施例中，前側主體件的切割導向器可以是捕 獲式切割導向器。端部主體件可包括向骨表面和與向骨表面相對的外表面。所述向骨表面可具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。在一些實施例中，端部主體件可包括限定于其中的從外表面延伸至向骨表面的一對導向銷孔。在一些實施例中，所述多個緊固件包括多個銷。前側主體件和端部主體件可各有多個孔。所述多個銷可被定位于限定于前側主體件中的所述多個孔以及限定于端部主體件中的所述多個孔中，以將前側主體件和端部主體件彼此固定。根據另一方面，公開了一種對患者的骨骼進行整形外科手術的方法。所述方法可包括通過切口插入定制的患者專用切割模塊的前側主體件。所述方法也可包括通過切口插入定制的患者專用切割模塊的端部主體件，所述端部主體件與前側主體件分離。所述方法可包括在插入前側主體件與端部主體件后將前側主體件與端部主體件彼此固定，以裝配成定制的患者專用切割模塊。在一些實施例中，前側主體件和端部主體件可通過多個銷彼此固定。所述方法可包括將裝配成的定制的患者專用切割模塊定位成與患者的骨骼接觸，并用裝配成的定制的患者專用切割模塊在患者的骨骼中進行切割。在一些實施例中，所述方法可包括將裝配成的定制的患者專用切割模塊定位成與患者的股骨接觸。所述方法還可包括利用裝配成的定制的患者專用切割模塊在患者的股骨中進行切割。另外，在一些實施例中，所述方法可包括將裝配成的定制的患者專用切割模塊定位成與患者的脛骨接觸。所述方法也可包括用裝配成的定制的患者專用切割模塊在患者的脛骨中進行切割。在一些實施例中，所述方法還可包括在患者的骨骼中進行切割之前，將一對導向銷插入到限定在裝配成的定制的患者專用切割模塊中的一對導向銷孔中。根據另一方面，公開了一種定制的患者專用整形外科器械。定制的患者專用整形外科器械可具有包括主體在內的定制的患者專用切割模塊。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用股骨切割模塊。另外，在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用脛骨切割模塊。
所述主體可包括向骨表面、與向骨表面相對的外表面和非捕獲式切割導向器。所述向骨表面可具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納具有對應外形的患者骨骼的前側部分。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊的主體可具有限定于其中的從外表面延伸至向骨表面的一對導向銷孔。非捕獲式切割導向器可由從外表面延伸至向骨表面的側壁限定。根據一個方面，公開了一種定制的患者專用整形外科器械。定制的患者專用整形外科器械可包括具有前側向骨表面和遠側向骨表面的切割模塊。前側向骨表面可構成為可接納患者骨骼的前側的部分。前側向骨表面可包括第一平坦表面，所述第一平坦表面沿著遠離骨切割模塊的最近側邊緣并朝著切割模塊的遠側向骨表面向遠側延伸。前側向骨表面可包括遠離第一平坦表面向遠側延伸的定制的患者專用前側負外形表面，所述定制的患者專用前側負外形表面構成為可接納具有對應外形的患者骨骼的前側部分。前側向骨表面還可包括第二平坦表面，所述第二平坦表面從所述定制的患者專用前側負外形表面向遠端朝著遠側向骨表面延伸。 遠側向骨表面可構成為可接納患者骨骼的遠端側的一部分。遠側向骨表面可包括第一平坦表面，所述第一平坦表面沿著遠離骨切割模塊的前側向骨表面并朝著切割模塊的最后側邊緣向后側延伸。遠側向骨表面可包括遠離第一平坦表面向后側延伸的定制的患者專用遠側負外形表面，所述定制的患者專用遠側負外形表面構成為可接納患者骨骼的遠端側具有對應外形的部分。遠側向骨表面還可包括第二平坦表面，所述第二平坦表面從定制的患者專用遠側負外形表面向后側朝著切割模塊的最后側邊緣延伸。在一些實施例中，切割模塊大致呈L形，具有前側板以及固定到前側板并從前側板伸出的遠側板。前側向骨表面可限定在前側板中，遠側向骨表面可限定在遠側板中。在一些實施例中，前側板可具有延伸通過前側板的遠端切割導向器。另外，在一些實施例中，遠側板可具有延伸通過遠側板的前側切割導向器以及后側切割導向器。在一些實施例中，遠側板可具有延伸通過遠側板的一對成角度的切割導向器。在一些實施例中，遠側板可具有延伸通過遠側板的前側切割導向器。在一些實施例中，遠側板可具有延伸通過遠側板的后側切割導向器。在一些實施例中，前側向骨表面的第一平坦表面可過渡到定制的患者專用前側負外形表面。定制的患者專用前側負外形表面可過渡到前側向骨表面的第二平坦表面。另夕卜，在一些實施例中，遠側向骨表面的第一平坦表面可過渡到定制的患者專用遠側負外形表面。定制的患者專用遠側負外形表面可過渡到遠側向骨表面的第二平坦表面。根據另一方面，公開了一種對患者的骨骼進行整形外科手術的方法。所述方法可包括將定制的患者專用切割模塊固定到患者的骨骼上，以使得患者骨骼的前側被接納在切割模塊的定制的患者專用前側負外形表面中，并且患者骨骼的遠端側被接納在切割模塊的定制的患者專用遠側負外形表面中。所述方法可包括利用切割模塊在患者的骨骼中進行前側切割，以使得在患者骨骼的前側上形成平坦表面，并且利用切割模塊在患者的骨骼中進行遠端切割，以使得在患者骨骼的遠端側上形成平坦表面。所述方法可包括確定在患者的骨骼中進行前側切割和遠端切割之后，將從患者的骨骼去除的額外骨骼量。所述方法可包括將患者專用的切割模塊固定到患者的骨骼上，以使得形成在患者骨骼的前側的平坦表面被定位為抵靠著形成在切割模塊的前側向骨表面中的至少一個平坦表面，并且形成在患者骨骼的遠端側的平坦表面被定位為抵靠著形成在切割模塊的遠側向骨表面中的至少一個平坦表面。所述方法還可包括進行以下操作中的至少一個利用切割模塊在患者的骨骼中進行附加前側切割，以使得從形成在患者骨骼的前側的平坦表面上去除額外的骨骼；以及利用切割模塊在患者的骨骼中進行附加遠端切割，以使得從形成在患者骨骼的遠端側的平坦表面上去除額外的骨骼。
在一些實施例中，所述方法可包括將定制的患者專用切割模塊固定到患者的股骨，以使得患者股骨的前側被接納在切割模塊的定制的患者專用前側負外形表面中，并且患者股骨的遠端側被接納在切割模塊的定制的患者專用遠側負外形表面中。在一些實施例中，所述方法可包括利用切割模塊在患者的骨骼中進行附加前側切割，以使得從形成在患者骨骼的前側的平坦表面上去除額外的骨骼，并且利用切割模塊在患者的骨骼中進行附加遠端切割，以使得從形成在患者骨骼的遠端側的平坦表面上去除額外的骨骼。根據另一方面，公開了一種定制的患者專用整形外科器械。定制的患者專用整形外科器械可包括切割模塊，所述切割模塊具有定制的患者專用前側負外形表面，所述前側負外形表面構成為可接納具有對應外形的患者骨骼的前側部分。切割模塊可具有定制的患者專用遠側負外形表面，所述遠端負外形表面構成為可接納患者骨骼的遠端側具有對應外形的部分。切割模塊還可具有定制的患者專用后側負外形表面，所述后側負外形表面構成為可接納患者骨骼的后側具有對應外形的部分。在一些實施例中，切割模塊可大致呈U形，具有前側板、遠側板和后側板。前側向骨表面可被限定在前側板中，遠側向骨表面可被限定在遠側板中，后側向骨表面可被限定在后側板中。在一些實施例中，前側板可具有延伸通過前側板的遠端切割導向器。另外，在一些實施例中，遠側板可具有延伸通過遠側板的前側切割導向器和后側切割導向器。在一些實施例中，遠側板可具有延伸通過遠側板的一對成角度的切割導向器。在一些實施例中，遠側板可具有延伸通過遠側板的前側切割導向器。在一些實施例中，遠側板可具有延伸通過遠側板的后側切割導向器。根據一方面，公開了一種整形外科器械組件。所述整形外科器械組件可包括定制的患者專用股骨切割模塊、定制的患者專用脛骨切割模塊以及設置在定制的患者專用股骨切割模塊和定制的患者專用脛骨切割模塊之間的機械聯動裝置。定制的患者專用股骨切割模塊可包括定制的患者專用負外形表面和切割導向器，所述負外形構成為可接納患者的遠端股骨具有對應外形的部分的。定制的患者專用脛骨切割模塊可包括定制的患者專用負外形表面和切割導向器，所述負外形表面構成為可接納患者的近端脛骨具有對應外形的部分。機械聯動裝置可操作以使定制的患者專用股骨切割模塊和定制的患者專用脛骨切割模塊遠離于彼此和朝著彼此移動。在一些實施例中，機械聯動裝置可包括多個絲杠。絲杠沿著第一方向的旋轉可使得定制的患者專用股骨切割模塊和定制的患者專用脛骨切割模塊遠離于彼此移動。絲杠沿著相反的第二方向的旋轉可使得定制的患者專用股骨切割模塊和定制的患者專用脛骨切割模塊朝著彼此移動。在一些實施例中，機械聯動裝置可包括結合到所述多個絲杠的多個指旋螺釘。指旋螺釘沿著第一方向的旋轉可使得絲杠沿著第一方向旋轉。指旋螺釘沿著第二方向的旋轉可使得絲杠沿著第二方向旋轉。在一些實施例中，機械聯動裝置可包括多個指旋螺釘。指旋螺釘沿著第一方向的旋轉可使得定制的患者專用股骨切割模塊和定制的患者專用脛骨切割模塊遠離于彼此移動。指旋螺釘沿著相反的第二方向的旋轉可使得定制的患者專用股骨切割模塊和定制的患者專用脛骨切割模塊朝著彼此移動。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊和定制的患者專用脛骨切割模塊均具有多個導向銷孔。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊的切割導向器基本平行于定制的患者專用脛骨切割模塊的切割導向器。根據另一方面，整形外科器械組件可包括定制的患者專用股骨切割模塊和固定到股骨切割模塊的韌帶平衡器。定制的患者專用股骨切割模塊可具有定制的患者專用負外形表面和切割導向器，所述負外形表面構成為可接納患者的遠端股骨具有對應外形的部分。韌帶平衡器可具有脛骨基板和一對股骨槳，每個股骨槳相對于脛骨基板可移動。
在一些實施例中，整形外科器械組件可包括托架，所述托架具有固定到股骨切割模塊的第一端和固定到韌帶平衡器的第二端。另外，在一些實施例中，所述托架的第二端可固定到韌帶平衡器的脛骨基板上。在一些實施例中，所述托架的第一端中可限定有一對導向銷孔。在一些實施例中，所述托架可具有固定到股骨切割模塊的第一端和固定到韌帶平衡器的第二端。所述托架還可具有構成為可接納髓內注射桿的接納器。在一些實施例中，定制的患者專用股骨切割模塊可包括構成為可接納患者股骨的前側的一部分的定制的患者專用前側向骨表面和構成為可接納患者股骨的遠端側的一部分的定制的患者專用遠側向骨表面。在一些實施例中，所述韌帶平衡器可具有固定到脛骨基板的一對圓柱體，所述一對股骨槳的每個被接納于所述一對圓柱體的對應一個中。根據另一方面，公開了一種對患者進行整形外科手術的方法。所述方法可包括將定制的患者專用股骨切割模塊固定到患者的股骨，將韌帶平衡器固定到患者的脛骨。所述方法可包括將韌帶平衡器固定到定制的患者專用股骨切割模塊。所述方法也可包括操作韌帶平衡器以將患者的股骨相對于脛骨定位在所需位置。所述方法還可包括利用定制的患者專用切割模塊在患者的股骨中進行切割。在一些實施例中，固定定制的患者專用股骨切割模塊的步驟可包括將將定制的患者專用股骨切割模塊定位成與患者的股骨接觸。所述方法還可包括將至少一個導向銷插入到限定在定制的患者專用股骨切割模塊中的至少一個導向銷孔中，以將定制的患者專用股骨切割模塊固定到患者的股骨上。在一些實施例中，所述方法可包括韌帶平衡器，托架的第一端固定到所述韌帶平衡器。托架的第二端中科限定有至少一個導向銷孔。所述方法也可包括使所述至少一個導向銷前進到托架的所述至少一個導向銷孔中，以將托架的第二端固定到定制的患者專用股骨切割模塊上。在一些實施例中，所述方法可包括韌帶平衡器，托架的第一端固定到所述韌帶平衡器，將托架的第二端固定到定制的患者專用股骨切割模塊。另外，在一些實施例中，所述方法可包括使韌帶平衡器的一對股骨槳中的每個獨立地移動。根據一方面，公開了一種整形外科器械組件。所述整形外科器械組件包括股骨切割模塊和脛骨切割模塊。股骨切割模塊可包括構成為可接納患者的遠端股骨的一部分的負外形表面、切割導向器和形成在股骨切割模塊的遠端中的一對試驗媒表面。在一些實施例中，股骨切割模塊的負外形表面可包括定制的患者專用負外形表面，所述負外形表面構成為可接納患者的遠端股骨具有對應外形的部分。在一些實施例中，形成于股骨切割模塊的遠端中的一對試驗髁表面可包括內髁表面和外髁表面，所述內髁表面具有類似于股骨的自然內髁的凹的外外形，所述外髁表面具有類似于股骨的自然外髁的凹的外外形。脛骨切割模塊可具有構成為可接納患者的近端脛骨的一部分的負外形表面、切割導向器和形成在脛骨切割模塊的近端中的一對試驗關節表面，所述一對試驗關節表面構成為可接納形成在股骨切割模塊的遠端中的所述一對試驗髁表面。在一些實施例中，脛骨切割表面的負外形表面可包括定制的患者專用負外形表面，所述負外形表面構成為可接納患者的近端脛骨具有對應外形的部分。在一些實施例中，形成在脛骨切割模塊的近端中的所述一對試驗關節表面可包括內側關節表面和外側關節表面,所述內側關節表面具有類似于脛骨內髁的自然關節表面的凸的外外形，所述外側關節表面具有類似于脛骨外髁的自然關節表面的凸的外外形。在一些實施例中，股骨切割模塊和脛骨切割模塊中均可限定有多個導向銷孔。在 一些實施例中，股骨切割模塊的切割導向器可基本平行于脛骨切割模塊的切割導向器。根據另一方面，公開了一種定制的患者專用整形外科器械。定制的患者專用整形外科器械可包括定制的患者專用切割模塊，所述切割模塊具有主體，所述主體具有股向骨表面，所述股向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者股骨的具有對應外形的部分。定制的患者專用切割模塊還可具有脛向骨表面，所述脛向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者脛骨的具有對應外形的部分。定制的患者專用切割模塊還可包括與股向骨表面和脛向骨表面相對的外表面以及至少一個切割導向器。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊的主體可具有從外表面穿過主體延伸至脛向骨表面的脛骨導向銷孔。另外，在一些實施例中，所述至少一個切割導向器可包括從外表面穿過主體延伸至脛向骨表面的脛骨切割導向器。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊的主體還可包括從外表面穿過主體延伸至股向骨表面的股骨導向銷孔。另外，在一些實施例中，所述至少一個切割導向器可包括從外表面穿過主體延伸至股向骨表面的股骨切割導向器。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊主體還可包括設置于股向骨表面和脛向骨表面之間并沿著遠離外表面的總體方向延伸的細長舌狀物。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊的主體可限定一體化主體。根據另一方面，一種對患者的膝部進行整形外科手術的方法可包括將定制的患者專用切割模塊固定到患者的膝部，以使得患者股骨的一部分被接納在具有定制的患者專用負外形的股向骨表面中，患者脛骨的一部分被接納在具有定制的患者專用負外形的脛向骨表面中。所述方法還可包括利用所述定制的患者專用切割模塊在患者的脛骨和患者的股骨中的至少一個中進行切割。在一些實施例中，所述方法可包括利用所述定制的患者專用切割模塊在患者的股骨中進行切割。在一些實施例中，所述方法可包括利用利用所述定制的患者專用切割模塊在患者的脛骨中進行切割。在一些實施例中，所述方法可包括將導向銷穿過脛骨導向銷孔插入到患者的脛骨中。在一些實施例中，所述方法可包括將導向銷穿過股骨導向銷孔插入到患者的股骨中。
根據一方面，公開了一種定制的患者專用整形外科器械。定制的患者專用整形外科器械可包括具有主體的定制的患者專用切割模塊。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用股骨切割模塊。另外，在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用脛骨切割模塊。所述主體可包括向骨表面以及與向骨表面相對的外表面,所述向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。所述主體還可包括與預定的定制的患者專用切割面對應的第一切割導向器以及第二切割導向器，所述第二切割導向器平行于第一切割導向器并與第一切割導向器間隔開預定距離。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊的主體可具有限定在其中并從外表面延伸至向骨表面的至少一個導向銷孔。
在一些實施例中，當定制的患者專用切割模塊被固定到患者的骨骼上時，第二切割導向器可用于相對于第一切割導向器去除更多量的患者骨骼骼。在一些實施例中，定制的患者專用整形外科器械可包括覆蓋第二切割導向器的脫離突出部。在一些實施例中，所述脫離突出部可以是透明的。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊的主體可包括第三切割導向器。所述第三切割導向器可平行于第一切割導向器并與第一切割導向器間隔開預定距離，第一切割導向器被設置于第二切割導向器和第三切割導向器之間。在一些實施例中，當定制的患者專用切割模塊被固定到患者的骨骼上時，第三切割導向器可用于相對于第一切割導向器去除更少量的患者骨骼。在一些實施例中，第一透明脫離突出部可覆蓋第二切割導向器。在一些實施例中，第二透明脫離突出部可覆蓋第三切割導向器。根據另一方面，定制的患者專用整形外科器械可包括定制的患者專用切割模塊和多個插入模塊，所述多個插入模塊的每個構成為可被接納到定制的患者專用切割模塊的所述孔中。定制的患者專用切割模塊可具有主體，所述主體包括具有向骨表面以及與向骨表面相對的外表面，所述向骨表面具有構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分的定制的患者專用負外形。孔可延伸通過主體。所述多個插入模塊的每個中可限定有切割導向器。在一些實施例中，所述多個插入模塊中的第一插入模塊包括第一切割導向器，當第一插入模塊被定位于定制的患者專用切割模塊的所述孔中時，所述第一切割導向器與預定的定制的患者專用切割面對應。所述多個插入模塊中的第二插入模塊包括第二切割導向器。當第二插入模塊被定位于定制的患者專用切割模塊的所述孔中時，第二切割導向器可相對于當第一插入模塊被定位于定制的患者專用切割模塊的所述孔中時第一切割導向器的布置取向按照平行關系布置，并且被定位在與當第一插入模塊被定位于患者專用的切割模塊的所述孔中時第一切割導向器的定位位置間隔開第一預定距離的位置。在一些實施例中，第二切割導向器可用于相對于第一切割導向器去除更多量的患者骨骼。在一些實施例中，所述多個插入模塊中的第三插入模塊包括第三切割導向器。當第三插入模塊被定位于定制的患者專用切割模塊的所述孔中時，第三切割導向器可相對于當第一插入模塊被定位于定制的患者專用切割模塊的所述孔中時第一切割導向器的布置取向按照平行關系布置，并且被定位在與當第一插入模塊被定位于患者專用的切割模塊的所述孔中時第一切割導向器的定位位置間隔開第二預定距離的位置，所述第二預定距離大于所述第一預定距離。在一些實施例中，所述多個插入模塊中的第一插入模塊可以為矩形形狀，并可包括第一切割導向器，所述第一切割導向器沿著第一插入模塊的長軸方向延伸通過第一插入模塊的中心。所述多個插入模塊中的第二插入模塊可以為矩形形狀，并可包括第二切割導向器，所述第二切割導向器在與第二插入模塊的中心間隔開的位置處沿著第二插入模塊的長軸方向延伸。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊的主體可具有限定于其中并從外表面延伸至向骨表面的至少一個導向銷孔。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用股骨切割模塊。另外，在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用脛骨切割模塊。另外，在一些實施例中，所述多個插入模塊中的第一模塊可包括第一切割導向器。第一模塊可按照第一取向和第二取向被定位于所述孔中。第一切割導向器可相對于第一模塊的縱向軸線偏移，使得第一切割導向器在處于第一取向時限定第一切割面，在處于第二 取向時限定第二切割面。相對于第一切割導向器處于第二取向時，當第一切割導向器處于第一取向時，外科醫生可使用第一切割導向器去除更多量的患者骨骼。根據另一方面，定制的患者專用整形外科器械可包括具有主體的定制的患者專用切割模塊。所述主體可包括向骨表面、與向骨表面相對的外表面、延伸通過主體的孔以及被定位于所述孔中的可調節切割導向器，所述向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者骨骼的具有對應正外形的一部分。可調節切割導向器可與患者骨骼的切割面對應，并且可在所述孔內移動以修改切割面的位置。在一些實施例中，所述主體可包括結合到可調節切割導向器的指輪。在這類實施例中，所述指輪可操作以使可調節切割導向器移動。根據一方面，公開了一種定制的患者專用切割模塊。定制的患者專用切割模塊可包括切割模塊主體、多個導向銷和固定裝置。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用股骨切割模塊。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用脛骨切割模塊。切割模塊主體可包括向骨表面、與向骨表面相對的外表面、形成于切割模塊的主體中的多個導向銷孔以及延伸通過切割模塊主體的切割導向器。所述多個導向銷可分別被定位在所述多個導向銷孔中的一個中。所述多個導向銷中的每個可包括延伸到切割模塊主體的向骨表面之外的骨接觸端，并且可相對于切割模塊主體移動，使得所述多個導向銷的骨接觸端共同形成構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分的定制的患者專用負外形。固定裝置可操作以將所述多個導向銷中的每個鎖定在所需位置，以形成定制的患者專用負外形。在一些實施例中，所述多個導向銷中的每個還可包括延伸到切割模塊主體的外表面之外的外端。在一些實施例中，所述多個導向銷中的每個可相對于彼此獨立地運動。根據另一方面，公開了一種定制的患者專用整形外科器械。定制的患者專用整形外科器械包括定制的患者專用切割模塊和電子編程裝置。定制的患者專用切割模塊可具有主體，所述主體具有延伸通過其的切割導向器和多個導向銷，每個導向銷包括延伸到切割模塊的主體之外的骨接觸端。所述多個導向銷中的每個還可相對于切割模塊的主體移動，使得所述多個導向銷的骨 接觸端共同形成構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分的定制的患者專用負外形。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可包括固定裝置，所述固定裝置可操作以將所述多個導向銷中的每個鎖定在所需位置。在一些實施例中，所述多個導向銷中的每個可相對于彼此獨立地運動。電子編程裝置可包括形成有孔的殼體以及一個或多個電操作的致動器，所述致動器可操作以將所述多個導向銷中的每個定位在所需位置，以形成定制的患者專用負外形。所述孔可構成為可在其中接納定制的患者專用切割模塊。在一些實施例中，電子編程裝置還可包括結合器，所述接合器被構造用于操作針對患者的定制切割模塊的固定裝置。在一些實施例中，電子編程裝置可包括多個孔，每個孔構成為可接納定制的患者專用切割模塊的所述多個導向銷中的一個。多個推桿中的一個可被設置在每個孔中。一個或多個電操作的致動器可操作以將所述多根推桿定位在各自的位置，以將所述多個導向銷中的每個定位在所需位置。在一些實施例中，電子編程裝置還可包括處理器以及電連接到處理器的存儲裝置。所述存儲裝置中可存儲有多個指令，當處理器執行所述指令時，所述指令會使處理器操作所述一個或多個電操作的致動器，以將所述多個導向銷中的每個定位在所需位置。在一些實施例中，電子編程裝置可包括電連接到存儲裝置的輸入端口。在一些實施例中，所述多個導向銷中的每個可相對于彼此獨立地運動。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用股骨切割模塊。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用脛骨切割模塊。根據一方面，公開了一種由供應商為供應商外部的醫療保健機構的患者創建定制的患者專用整形外科器械的方法。所述方法可包括從供應商外部的醫療保健機構接收包括與患者相關的數據的器械請求。在一些實施例中，器械請求的數據可包括顯示患者的至少一個骨骼的一個或多個醫學圖像。接收步驟可包括接收包含所述一個或多個醫學圖像的器械請求。所述方法還可包括響應于對器械請求的接收，根據器械請求的數據創建針對患者定制的設計計劃。在一些實施例中，可根據顯示患者的至少一個骨骼的一個或多個醫學圖像創建設計計劃。所述方法可包括將設計計劃發送到醫療保健機構。發送步驟可包括通過網絡將設計計劃傳送到醫療保健機構。發送步驟還可包括將設計計劃郵寄到醫療保健機構。所述方法可進一步包括操作位于醫療保健機構處的銑削機，以根據設計計劃的數據制造定制的患者專用整形外科器械。在一些實施例中，所述方法可包括生成用于設計計劃的多個指令，所述指令由銑削機的處理器執行，以制造定制的患者專用整形外科器械。在一些實施例中，所述方法可包括根據顯示患者的至少一個骨骼的一個或多個醫學圖像生成所述多個指令。在一些實施例中，操作步驟可包括操作位于醫療保健機構處的銑削機，以根據設計計劃的數據制造定制的患者專用切割模塊。在一些實施例中，操作步驟包括操作位于醫療保健機構處的銑削機，以根據設計計劃的數據制造定制的患者專用股骨切割模塊。另外，在一些實施例中，操作步驟包括操作位于醫療保健機構處的銑削機，以根據設計計劃的數據制造定制的患者專用脛骨切割模塊。
根據另一方面，公開了一種為醫療保健機構的患者創建定制的患者專用整形外科器械的系統。所述系統可包括客戶機，所述客戶機用于產生包含與患者相關的數據的器械請求；設計計劃系統，所述設計計劃系統用于接收器械請求并根據器械請求的數據生成定制的設計計劃，所述設計計劃系統位于供應商處；以及銑削機，所述銑削機位于供應商外部的醫療保健機構處，所述銑削機可操作以根據設計計劃系統所生成的設計計劃的數據來制造定制的患者專用整形外科器械。在一些實施例中，設計計劃系統可根據器械請求的至少一個圖像生成設計計劃。在一些實施例中，客戶機可通過網絡可通信地連接到設計計劃系統。在一些實施例中，設計計劃系統可通過網絡可通信地連接到銑削機。在一些實施例中，客戶機可通過網絡可通信地連接到設計計劃系統。在一些實施例中，銑削機可操作以根據設計計劃系統所生成的設計計劃的數據來制造定制的患者專用切割模塊。在一些實施例中，銑削機可操作以根據設計計劃系統所生成的設計計劃的數據來制造定制的患者專用股骨切割模塊。在一些實施例中，銑削機可操 作以根據設計計劃系統所生成的設計計劃的數據來制造定制的患者專用脛骨切割模塊。根據一方面，公開了一種定制的患者專用整形外科器械組件。定制的患者專用整形外科器械組件可包括定制的患者專用切割模塊、踝支架和外部對準桿。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用股骨切割模塊。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用脛骨切割模塊。定制的患者專用切割模塊可包括向骨表面、與向骨表面相對的外表面、至少一個導向銷孔和切割導向器，所述向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者膝部骨骼的前側具有對應外形的部分。所述踝支架可構成為可從外部固定到患者的踝部。在一些實施例中，踝支架可可包括后帶，所述后帶構成為可包裹在患者踝部的后側周圍。外部對準桿可具有固定在定制的患者專用切割模塊上的第一端，和固定在踝支架上的第二端。在一些實施例中，所述對準桿可以是伸縮式套疊的并具有被接納在第二桿中的第一桿。在一些實施例中，對準桿還可包括固定裝置，所述固定裝置可操作以將第一桿和第二桿相對于彼此鎖定于固定位置。根據另一方面，定制的患者專用整形外科器械組件可包括定制的患者專用切割模塊、第一端被固定到定制的患者專用切割模塊的對準繩和固定到對準繩的第二端的砝碼。定制的患者專用切割模塊可包括向骨表面，所述向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者膝關節骨的前側具有對應外形的部分。定制的患者專用切割模塊還可包括與向骨表面相對的外表面、至少一個導向銷孔和切割導向器。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用股骨切割模塊。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用脛骨切割模塊。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可包括從其外表面向前側延伸的延伸桿，對準繩的第一端可被固定在延伸桿。另外，在一些實施例中，所述對準繩可從延伸桿向下延伸。在一些實施例中，對準繩可從定制的患者專用切割模塊向下延伸。根據另一方面，定制的患者專用整形外科器械組件可包括定制的患者專用切割模塊和外部對準裝置。定制的患者專用切割模塊可包括向骨表面，所述向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者膝關節骨的前側具有對應外形的部分。定制的患者專用切割模塊還可包括與向骨表面相對的外表面、至少一個導向銷孔和切割導向器。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用股骨切割模塊。在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可以是定制的患者專用脛骨切割模塊。外部對準裝置可具有固定到定制的患者專用切割模塊的第一端以及從定制的患者專用切割模塊向下延伸的第二端。在一些實施例中，外部對準裝置可包括細長桿。在一些實施例中，外部對準裝置可包括構成為可從外部固定到患者踝部的踝支架。外部對準裝置還可包括細長桿，細長桿的第一端被固定到定制的患者專用切割模塊，細長桿的第二端被固定到踝支架。在一些實施例中，伸長桿可以是伸縮式套疊桿。在一些實施例中，外部對準裝置可包括的第一端被固定到定制的患者專用切割模塊的對準繩以及固定到對準繩的第二端的砝碼。另外，在一些實施例中，定制的患者專用切割模塊可具有具有從其外表面向前側延伸的延伸桿，對準繩的第一端被固定到延伸桿。根據一方面，公開了一種設計定制的患者專用骨切割模塊的方法，所述骨切割模塊用在整形外科手術中以對患者的骨骼進行骨切割。所述方法可包括確定表征患者骨骼的相關端部上存在的軟骨的平均厚度的軟骨厚度值，并根據患者骨骼的相關端部的表面外形 確定參考外形。所述方法還可包括通過根據軟骨厚度值按比例縮放參考外形來生成按比例縮放的參考外形。所述方法可包括使用按比例縮放的參考外形來限定定制的患者專用骨切割模塊的定制的患者專用負外形。在一些實施例中，所述方法可包括根據患者的性別確定軟骨厚度值。在一些實施例中，所述方法可包括根據患者骨骼的三維模型的表面外形來確定參考外形。在一些實施例中，所述方法可包括在患者骨骼的三維模型中確定參考，增大參考點與參考外形上的點之間的距離。在一些實施例中，所述方法可包括生成第一線段，所述第一線段從限定在三維模型的內側表面外形上的第一點，延伸至限定在三維模型的外側表面外形上的第二點。所述方法可包括生成第二線段，所述第二線段從限定在三維模型的前側表面外形上的第三點，延伸至限定在三維模型的后側表面外形上的第四點，其中第一點、第二點、第三點和第四點共面。所述方法可包括確定第一線段和第二線段之間的交點，所述交點與參考點對應。確定參考點的步驟還可包括將參考點遠離所述交點移動大約等于第二線段的一半長度的距離。在一些實施例中，所述方法可包括確定等于參考點與參考外形上的點之間的距離的百分比的長度值，將參考點與參考外形上的點之間的距離增大所述長度值。在一些實施例中，所述方法可包括確定患者骨骼的相關端部的具有減小的軟骨厚度的區域，調節按比例縮放的參考外形，以補償患者骨骼的相關端部的具有減小的軟骨厚度的區域。在一些實施例中，確定患者骨骼的相關端部的具有減小的軟骨厚度的區域的步驟可包括根據股骨與脛骨的醫學圖像，來識別患者股骨與患者脛骨之間的骨-骨接觸點。在一些實施例中，調節按比例縮放的參考外形的步驟可包括縮短參考點與參考外形上對應于軟骨厚度減小的區域的點之間的距離。在一些實施例中，參考外形可包括前側、內側和外側。生成按比例縮放的參考外形的步驟可包括增大參考點與前側之間的距離，隨后減小參考點與內側之間的距離以及參考點與外側之間的距離。在一些實施例中，所述方法可包括根據患者骨贅的表面外形確定參考外形。在一些實施例中，所述方法可包括生成具有上端的按比例縮放的參考外形，所述上端限定與位于患者股骨的軟骨分界線上方的患者股骨的表面外形相對應的負外形。在一些實施例中，所述方法可包括生成具有下端的按比例縮放的參考外形，所述下端限定與位于患者脛骨的軟骨分界線下方的患者脛骨的表面外形相對應的負外形。 在一些實施例中，所述方法可包括確定定制的患者專用切割模塊的切割導向器的位置。在一些實施例中，可根據患者股骨的機械軸線與患者脛骨的機械軸線之間限定的角 度來確定切割導向器的位置。根據另一方面，公開了一種生成定制的患者專用骨切割模塊的定制的患者專用負外形的方法。所述方法可包括確定軟骨厚度值，所述軟骨厚度值表征患者骨骼的相關端部上存在的軟骨的平均厚度。所述方法還可包括確定與患者骨骼的相關端部的三維模型的表面外形相對應的參考外形。所述方法可包括在患者骨骼的三維模型中確定參考點，增大參考點與參考外形上的點之間的距離。所述方法可包括使用按比例縮放的參考外形，限定定制的患者專用切割模塊的定制的患者專用負外形。在一些實施例中，確定參考點的步驟可包括生成第一線段，所述第一線段從限定在三維模型的內側表面外形上的第一點，延伸至限定在三維模型的外側表面外形上的第二點。所述方法還可包括生成第二線段，所述第二線段從限定在三維模型的前側表面外形上的第三點，延伸至限定在三維模型的后側表面外形上的第四點，其中第一點、第二點、第三點和第四點共面。所述方法可包括確定第一線段和第二線段之間的交點，所述交點與參考點對應。在一些實施例中，確定參考點的步驟可包括將參考點遠離所述交點移動大約等于第二線段的一半長度的距離。在一些實施例中，增大參考點與參考外形上的點之間的距離的步驟可包括確定長度值，所述長度值等于參考點與參考外形上的點之間的距離的百分t匕。在一些實施例中，所述百分比可以為約10%。增大參考點與參考外形上的點之間的距離的步驟還可包括將參考點與參考外形上的點之間的距離增大所述長度值。在一些實施例中，所述方法可包括確定患者骨骼的相關端部的具有減小的軟骨厚度的區域，調節按比例縮放的參考外形，以補償患者骨骼的相關端部的具有減小的軟骨厚度的區域。在一些實施例中，調節按比例縮放的參考外形的步驟可包括縮短參考點和參考外形上與軟骨厚度減小的區域對應的點之間的距離。在一些實施例中，參考外形可包括前側、內側和外側。按比例縮放參考外形的步驟可包括增大參考點與前側之間的距離，隨后減小參考點與內側之間的距離以及參考點與外側之間的距離。在一些實施例中，所述方法可包括根據患者骨贅的表面外形確定參考外形。根據另一方面，公開了一種制造定制的患者專用骨切割模塊的方法。所述方法可包括確定軟骨厚度值，所述軟骨厚度值表征患者骨骼的相關端部上存在的軟骨的平均厚度。所述方法可包括確定與患者骨骼的三維圖像的相關端部的表面外形對應的參考外形。所述方法也可包括通過根據軟骨厚度值按比例縮放參考外形來生成按比例縮放的參考外形。所述方法可包括根據按比例縮放的參考外形，在骨切割模塊坯料上建立定制的患者專用負外形。在一些實施例中，所述方法可包括確定患者骨骼的相關端部的具有減小的軟骨厚度的區域，調節按比例縮放的參考外形，以補償患者骨骼的相關端部的具有減小的軟骨厚度的區域。


特別參照下圖進行詳細說明，其中圖I是用于設計和制造定制的患者專用整形外科手術器械的算法的簡化流程圖；圖2是用于生成患者專用的整形外科器械的模型的方法的簡化流程圖；圖3是用于按比例縮放參考外形的方法的簡化流程圖；圖4至圖6是患者脛骨的三維模型；圖7至圖9是患者股骨的三維模型；圖10是定制的患者專用整形外科手術器械的一個實施例的正視圖； 圖11是圖10的定制的患者專用整形外科手術器械的透視圖；圖12是固定到患者骨骼上的圖10的定制的患者專用整形外科手術器械的透視圖；圖13是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的正視圖；圖14是圖13的定制的患者專用整形外科手術器械的透視圖；圖15是固定到患者骨骼上的圖13的定制的患者專用整形外科手術器械的透視圖；圖16是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的正視圖；圖17是圖16的定制的患者專用整形外科手術器械的透視圖；圖18是固定到患者骨骼上的圖16的定制的患者專用整形外科手術器械的透視圖；圖19是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的正視圖；圖20是圖19的定制的患者專用整形外科手術器械的透視圖；圖21是固定到患者骨骼上的圖19的定制的患者專用整形外科手術器械的透視圖；圖22是固定到患者骨骼上的圖19的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖23是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的正視圖；圖24是圖23的定制的患者專用整形外科手術器械的透視圖；圖25是固定到患者骨骼上的圖23的定制的患者專用整形外科手術器械的透視圖；圖26是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的正視圖；圖27是圖26的定制的患者專用整形外科手術器械的透視圖；圖28是固定到患者骨骼上的圖26的定制的患者專用整形外科手術器械的透視圖；圖29是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖30是結合到患者骨骼上的圖29的定制的患者專用整形外科手術器械的正視圖；圖31是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的分解透視圖；圖32是圖31的定制的患者專用整形外科手術器械在裝配結構下的透視圖，其中所述定制的患者專用整形外科手術器械被結合到患者的骨骼上；
圖33是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的側正視圖；圖34是結合到患者骨骼上的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖35是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖36是結合到患者骨骼上的圖35的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖；圖37是結合到患者的骨解剖結構(bony anatomy)的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖38是結合到患者的骨解剖結構的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖39是結合到患者骨骼上的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的 側正視圖；圖40是結合到患者骨骼上的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的側正視圖；圖41是結合到患者骨骼上的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的側正視圖；圖42是結合到伸展的患者膝部的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的側正視圖；圖43是圖42的定制的患者專用整形外科手術器械與屈曲的患者膝部的側正視圖；圖44是結合到屈曲的患者膝部的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的側正視圖；圖45是結合到患者骨骼上的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖46是圖45的定制的患者專用整形外科手術器械的另一透視圖；圖47是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的截面正視圖；圖48是結合到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖49是結合到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖50是圖49的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖；圖51是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的截面正視圖；圖52是結合到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖53是結合到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖54是圖53的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖；圖55是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖56是圖55的定制的患者專用整形外科手術器械的俯視平面圖57是圖55的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖；圖58是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖59是圖58的定制的患者專用整形外科手術器械的俯視平面圖；圖60是圖58的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖；圖61是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖62是圖61的定制的患者專用整形外科手術器械的俯視平面圖；圖63是圖61的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖； 圖64是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖65是圖64的定制的患者專用整形外科手術器械的俯視平面圖；圖66是圖64的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖；圖67是定制的患者專用整形外科手術器械的一個實施例的透視圖；圖68是結合到患者骨骼的圖67的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖；圖69是結合到圖68的患者骨骼的一對通用骨切割模塊的側正視圖；圖70是結合到患者的骨解剖結構的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前正視圖；圖71是結合到圖70的患者的骨解剖結構的一對再切骨切割模塊的前正視圖；圖72是再切骨切割模塊的另一實施例的側正視圖；圖73是再切切割模塊的另一實施例的頂部透視圖；圖74是圖73的再切骨切割模塊的端部正視圖；圖75是結合到患者骨骼的圖73的再切骨切割模塊的側正視圖；圖76是結合到患者骨骼的圖73的再切骨切割模塊的另一實施例的側正視圖；圖77是整形外科手術器械的一個實施例的透視圖；圖78是圖77的整形外科手術器械的局部側正視圖；圖79是圖78的整形外科手術器械的截面圖；圖80是圖78的整形外科手術器械的另一實施例的局部側正視圖；圖81是定制的患者專用整形外科手術器械的一個實施例的透視圖；圖82是固定到患者骨骼的圖81的定制的患者專用整形外科手術器械的前側正視圖；圖83是固定到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖84是固定到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的分解透視圖；圖85是固定到患者骨骼的圖84的定制的患者專用整形外科手術器械的一個實施例的前側正視圖；圖86是固定到患者的骨骼的圖84的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖87是固定到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖88是固定到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖89是固定到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖90是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖91是與圖90的定制的患者專用整形外科手術器械一起使用的工具的透視圖；圖92是圖90的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖；圖93是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；
圖94是固定到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的側正視圖；圖95是骨切除步驟之后的圖94的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖；圖96是定制的患者專用整形外科手術器械的一個實施例的透視圖；圖97是固定到患者腿部的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖98是固定到患者腿部的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖99是固定到患者腿部的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖100是固定到患者腿部的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖101是固定到患者腿部的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖102是固定到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖103是圖102的定制的患者專用整形外科手術器械的俯視平面圖；圖104是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖105是固定到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖106是圖105的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖；圖107是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖108是固定到患者骨骼的圖107的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖；圖109是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的透視圖；圖110是固定到患者骨骼的圖109的定制的患者專用整形外科手術器械的俯視平面圖；圖111是固定到患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的前側正視圖；圖112是圖111的定制的患者專用整形外科手術器械的近端至遠端的頂部正視圖；圖113是圖111的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的頂部正視圖；圖114是圖111的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的頂部正視圖；圖115是圖111的定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的頂部正視圖；圖116是用于固定患者腿部的腿部支架的一個實施例的前側正視圖；圖117是結合有多個記號的患者骨骼的前側正視圖；圖118是其上具有標記的患者的另一骨骼的前側正視圖； 圖119是用于患者骨骼的定制的患者專用整形外科手術器械的分解透視圖；圖120是用于患者骨骼的另一定制的患者專用整形外科手術器械的分解透視圖；圖121是定制的患者專用整形外科手術器械的另一實施例的底部透視圖；圖122是結合到患者骨骼的圖121的定制的患者專用整形外科手術器械的側正視圖；圖123是用于圖121的定制的患者專用整形外科手術器械的編程裝置的透視圖；以及圖124是用于制造定制的患者專用整形外科手術器械的銑削機的簡化框圖。
具體實施例方式雖然本發明的概念易于具有各種修改形式和替代形式，但其具體示例性實施例已在附圖中以舉例的方式示出，并且將在本文中詳細說明。然而應當理解，本文無意將本發明的概念限制為所公開的具體形式，而是相反，本發明的目的在于涵蓋權利要求限定的本發明的精神和范圍內的所有修改形式、等同形式和替代形式。參見圖1，其示出了用于制造定制的患者專用整形外科手術器械的算法10。本文所用術語“定制的患者專用整形外科手術器械”是指外科醫生在進行整形外科手術時使用的外科手術工具，其被設計和構造成供具體患者專用。因此，應當理解，如本文所用，術語“定制的患者專用整形外科手術器械”不同于旨在用于多個不同患者的、標準的、非具體患者專用的整形外科手術器械。另外，應當理解，如本文所用，術語“定制的患者專用整形外科手術器械”不同于經外科手術植入患者體內的整形外科假體，不論是患者專用的還是通用的。相反，定制的患者專用整形外科手術器械是整形外科醫生用來輔助植入整形外科假體的。在一些實施例中，可根據器械要結合到患者的一塊或多塊骨骼(例如，股骨和/或脛骨)上的位置，為該具體患者定制定制的患者專用整形外科手術器械。例如，在一些實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可包括骨接觸或向骨表面，所述表面具有與患者的相關骨骼的一部分的外形匹配或基本匹配的負外形。這樣，定制的患者專用整形外科手術器械構成為可在獨特的位置結合到患者的骨骼，并相對于患者的骨骼進行定位。即，骨接觸表面的負外形構成為可接納患者骨骼的所述部分的匹配外形表面。因此，減少了整形外科醫生對于整形外科手術器械的布置方式的猜測和/或術中決策。例如，整形外科醫生可不需要為便于整形外科手術器械的布置而設置患者骨骼的標志，標志的設置通常需要外科醫生的一定程度的估計。相反，整形外科醫生可簡單地按照獨特的位置將定制的患者專用整形外科手術器械結合到患者的一塊骨骼或多塊骨骼上。當這樣結合時，切割面、鉆孔、銑削孔和/或其它導向器相對于所述骨骼和預期的整形外科假體被限定在正確的位置。定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為任何類型的整形外科手術器械，例如，骨切割模塊、鉆孔導向器、銑削導向器或構成為可結合到患者骨骼上的其它類型的整形外科手術器械。
如圖I所示，算法10包括操作步驟12和14，在這些步驟中整形外科醫生制定關于要對患者進行的整形外科手術的術前計劃。操作步驟12和14可按任何順序進行，或者同時進行。在操作步驟12中，生成患者的相關骨解剖結構或關節的多個醫學圖像。為此，整形外科醫生或其他醫護人員可以操作成像系統，以生成醫學圖像。醫學圖像可以具體表現為能夠用來生成患者骨解剖結構或相關關節的三維渲染模型的任何數量和類型的醫學圖像。例如，醫學圖像可以具體表現為任何數量的計算機斷層掃描(CT)圖像、磁共振成像(MRI)圖像或其他三維醫學圖像。另外(或作為另一種選擇)，如下文結合操作步驟18更詳細討論的那樣，醫學圖像可以具體表現為多個X射線圖像或其他二維圖像，在這些二維圖像基礎上可以生成患者的相關骨解剖結構的三維渲染模型。另外，在一些實施例中，可利用被設計為突顯患者膝關節的軟骨表面的造影劑(contrast agent)來增強醫學圖像。在操作步驟14中，整形外科醫生可以確定任何其他的術前約束數據。約束數據可以基于整形外科醫生的偏好、患者的偏好、患者的解剖學方面和醫療保健機構制定的指導方針等。例如，所述約束數據可包括整形外科醫生對于金屬-金屬界面、植入的傾斜程度、切除的骨骼厚度、整形外科植入物的尺寸范圍等的偏好。在一些實施例中，整形外科醫生的偏好被保存在外科醫生檔案中，該檔案可作為默認約束值用于其他外科手術計劃中。在操作步驟16中，將醫學圖像和約束數據(如有)發送或以其他方式提供給整形外科手術器械供應商或制造商。醫學圖像和約束數據可通過電子方式(如網絡等)發送給供應商。供應商收到醫學圖像和約束數據之后，在步驟18中對這些圖像進行處理。整形外科手術器械供應商或制造商對醫學圖像進行處理，以有利于確定骨切割面、植入物尺寸并加工定制的患者專用整形外科手術器械，如下文中更詳細地討論。例如，在操作步驟20中，供應商可以將醫學圖像轉換為或以其他方式生成為三維圖像。例如，在醫學圖像具體表現為多個二維圖像的實施例中，供應商可使用合適的計算機算法由多個二維圖像生成一個或多個三維圖像。另外，在一些實施例中，醫學圖像可以根據已確立的標準生成，例如醫學數字成像與通信(DICOM)標準。在這些實施例中，可使用邊緣檢測、閾值分割、分水嶺或形狀匹配算法將圖像轉化或重構為計算機輔助設計應用程序或其他圖像處理應用程序可接受的格式。此外，在一些實施例中，可使用算法來說明生成的醫學圖像中不可識別的組織，例如軟骨。在此類實施例中，可以根據該算法改進患者專用的器械的任何三維模型(參見例如下面的操作步驟26)，以提高器械的貼合性并增強其功能。在操作步驟22中，供應商可以處理醫學圖像和/或操作步驟20中轉化/重構的圖像，以確定與患者的骨解剖結構相關的多個方面，例如患者骨骼的解剖軸線、患者骨骼的機械軸線、其他軸線和各種標志和/或患者骨解剖結構的其他方面。為此，供應商可使用任何合適的算法來處理圖像。
在操作步驟24中，確定患者骨骼的切割面。計劃的切割面根據以下方面確定整形外科手術過程中要使用的整形外科假體的類型、尺寸和定位；諸如在圖像中確定的具體標志之類的處理圖像；以及整形外科醫生在操作步驟14和16中提供的約束數據。整形外科假體的類型和/或尺寸可根據患者的解剖和約束數據確定。例如，約束數據可以指定整形外科假體的類型、品牌、型號、尺寸或其他特性。還可以根據醫學圖像改進對整形外科假體的選擇，使得所選的整形外科假體適合患者的骨解剖結構并符合約束數據或整形外科醫生的偏好。
除了整形外科假體的類型和尺寸之外，還要確定整形外科假體相對于患者骨解剖結構的預期位置和定位。為此，可以將所選的整形外科假體的數字模板覆蓋到一個或多個處理過的醫學圖像上。供應商可根據處理過的醫學圖像(如圖像中限定的患者骨骼的標志)和/或約束數據，使用任何合適的算法確定整形外科假體相對于患者骨骼的推薦位置和取向(即數字模板)。另外，也可以使用患者骨解剖結構的任何一個或多個其他方面來確定數字模板的正確定位。在一些實施例中，可以將數字模板和手術治療參數一并提交給整形外科醫生供其審核。批準文檔可包括植入物相對于骨骼標志的旋轉，所述骨骼標志例如股骨上髁(epicondyle)、后媒、間溝(sulcus groove) (Whiteside線)以及由臀部、膝部和/或踝部中心限定的機械軸線。然后，患者骨骼的計劃切割面可基于確定的整形外科假體的尺寸、位置和取向來確定。此外，可以使用如操作步驟22中確定的患者骨解剖結構的其他方面來確定或調整計劃切割面。例如，可以使用所確定的機械軸線、標志和/或患者相關骨骼的其他確定的方面來確定計劃切割面。在操作步驟26中，生成定制的患者專用整形外科手術器械的模型。在一些實施例中，模型具體表現為定制的患者專用整形外科手術器械的三維渲染模型。在其它實施例中，模型可以具體表現為定制的患者專用整形外科手術器械的實體模型或快速原型。要建模和加工的整形外科手術器械的特定類型可以根據要進行的整形外科手術、約束數據和/或要植入患者體內的整形外科假體的類型來確定。這樣，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為在進行整形外科手術過程中使用的任何類型的整形外科手術器械。例如，整形外科手術器械可具體表現為骨切割模塊、鉆孔導向器、銑削導向器和/或任何其它類型的整形外科手術工具或器械。定制的患者專用整形外科手術器械的特定形狀根據所述整形外科手術器械相對于患者骨解剖結構的計劃位置來確定。定制的患者專用整形外科手術器械相對于患者骨解剖結構的位置根據整形外科手術中要使用的整形外科假體的類型和所確定的位置來確定。即，定制的患者專用整形外科手術器械相對于患者骨解剖結構的計劃位置可(部分地)根據在步驟24中確定的患者骨骼的計劃切割面來選擇。例如，在定制的患者專用整形外科手術器械具體表現為骨切割模塊的實施例中，整形外科手術器械的位置被選擇為使得骨切割模塊的切割導向器與在操作步驟24中確定的一個或多個計劃切割面相匹配。另外，整形外科手術器械的計劃位置可基于在操作步驟22中識別出的患者骨骼的識別標志。在一些實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械的具體形狀或構造可基于所述器械相對于患者骨解剖結構的計劃位置來確定。即，定制的患者專用整形外科手術器械可包括骨接觸表面，所述骨接觸表面具有與患者的骨解剖結構的一部分的外形相匹配的負外形，使得整形外科手術器械可在與所述器械的預計劃位置對應的獨特位置結合到患者的骨解剖結構。當整形外科手術器械按照獨特位置結合到患者的骨解剖結構時，整形外科手術器械的一個或多個導向器(例如，切割導向器或鉆孔導向器)可與上述一個或多個骨切割面對準。在圖2至圖9中顯示了用于生成患者專用的整形外科器械的模型(例如，計算機模型)的方法40的一個示例性實施例。方法40從步驟42開始，在步驟42中，確定軟骨厚度值。軟骨厚度值表示患者骨骼的軟骨平均厚度。這樣，在一個實施例中，軟骨厚度值等于具有與患者相似特性的個體的軟骨平均厚度。例如，軟骨厚度值可等于具有與患者相同的性別、相同的年齡、相同的活動水平等的個體的平均厚度值。在其它實施例中，軟骨厚度值基于患者骨骼的一個或多個醫學圖像(例如，在操作步驟16中傳輸的那些圖像)來確定。在步驟44，確定患者相關骨骼的參考外形。參考外形基于患者相關骨骼的三維模 型(例如，在步驟20中生成的三維模型)的表面外形。一開始，所述參考外形與患者骨骼的區域(即，關注區域，例如，患者股骨的遠端或患者脛骨的近端)相同。即，在一些實施例中，所述參考外形并置在患者骨骼的所述區域的表面外形上。隨后，在步驟46中，參考外形被按比例縮放以補償在步驟42中確定的軟骨厚度值。為此，在一個實施例中，參考外形的比例基于軟骨厚度值而增加。例如，參考外形的比例可增加與軟骨厚度值相等的量或基于軟骨厚度值確定的量。然而，在其它實施例中，可利用其它技術來按比例縮放參考外形，所述技術被設計為將參考外形按比例縮放到使參考外形補償患者骨骼的軟骨厚度的尺寸。例如，在一個具體實施例中，通過增大固定參考點與位于參考外形上并部分地限定參考外形的點之間的距離來按比例縮放參考外形。為此，在一個實施例中，可使用圖3中所示的按比例縮放參考外形的方法60。方法60從步驟62開始，在步驟62中，在患者的相關骨骼的三維模型上建立內側/外側線段。內側/外側線段被限定或者說選擇為從患者骨骼的內側表面上的點延伸至患者骨骼的外側表面上的點。在一些實施例中，內側表面點和外側表面點可被選擇為限定患者骨骼的基本最大局部內側/外側寬度。在步驟64中，在患者的相關骨骼的三維模型上建立前側/后側線段。前側/后側線段被限定或者說選擇為從患者骨骼的前表面上的點延伸至患者骨骼的后表面上的點。在一些實施例中，前表面點和后表面點可被選擇為限定患者骨骼的基本最大局部前側/后側覽度。在步驟66中將參考點限定為內側/外側線段和前側/后側線段的交點，其中將根據所述參考點對參考外形進行按比例縮放。這樣，應當理解，內側表面點、內側表面點、前表面點和后表面點位于同一平面上。在步驟66中初始確定參考點之后，將參考點朝著患者骨骼的端部移動或者說平移。例如，在患者骨骼為股骨的實施例中，參考點向下朝著患者股骨的遠端移動。相反，在患者骨骼為脛骨的實施例中，參考點向上朝著患者脛骨的近端移動。在一個實施例中，參考點的移動距離等于步驟64中確定的前側/后側線段的長度的約一半。但是在其它實施例中，可將參考點移動不同的距離，前提是所述距離足以補償患者骨骼上的軟骨的厚度的參考外形。一旦在步驟68中確定了參考點的位置，則在步驟70中，增大參考點與位于參考外形上并部分地限定參考外形的每個點之間的距離。為此，在一個具體實施例中，基于參考點與參考外形上的具體點之間限定的原始距離的百分比值，將參考外形上的每個點遠離于參考點移動一定距離。例如，在一個實施例中，將位于參考外形上并部分地限定參考外形的每個點遠離于參考點移動與參考點和所述具體點之間的原始距離的百分比值相等的距離。在一個實施例中，所述百分比值在約百分之五至約百分之三十的范圍內。在一個具體實施例中，所述百分比值為約百分之十。現在參照圖4至圖9，在另一實施例中，通過手動選擇患者骨骼的三維圖像的表面外形上的局部“高”點來按比例縮放參考外形。例如，在圖4至圖6所示的相關患者骨骼為 脛骨的實施例中，參考點90 —開始位于脛骨模型92的脛骨平臺高點上。可使用脛骨平臺的任一側。一旦在脛骨平臺高點上初始建立參考點90，則如圖5所示將參考點90平移到平臺的大約中心位置，使得限定參考點的Z軸平行于脛骨模型92的機械軸線。隨后，如圖6所示，將參考點沿著遠端方向移動預定量。在一個具體實施例中，參考點沿著遠端方向移動約20毫米，但是在其它實施例中可使用其它距離。例如，在一些實施例中，參考點移動的距離可基于軟骨厚度值。相反，在如圖7至圖9所示的相關患者骨骼為股骨的實施例中，參考點90 —開始位于股骨模型94的遠端的最遠點。在各種實施例中，可使用股骨模型94的任一髁(condyle)。一旦在最遠點上初始建立參考點90，則如圖8所示將參考點90平移到股骨模型94的遠端的大約中心位置，使得限定參考點90的Z軸平行于股骨模型92的機械軸線。還確定股骨模型94的遠端的前側-后側寬度96。隨后，如圖9所示，將參考點沿著近端或向上方向移動或者說平移距離98。在一個具體實施例中，參考點沿著遠端或向上方向移動距離98，所述距離98等于距離96的約一半。這樣，應當理解，基于(例如)骨骼的類型，可使用多種不同技術中的一種來限定參考點的位置。現在，回頭參照圖2，一旦在步驟46中按比例縮放了參考外形，則在步驟48中調節參考外形的內側/外側。為此，在一個實施例中，減小參考點和位于參考外形的內側和外側上并部分地限定所述內側和外側的每個點之間的距離。例如，在一些實施例中，將參考點和按比例縮放了的參考外形的內側和外側上的點之間的距離減小至這些點之間的原始距離。這樣，應當理解，參考外形相對于患者骨骼的前側偏移或者說放大，而相對于患者骨骼的內側和外側基本上相匹配或者說沒有按比例縮放。對于患者骨骼的具有減小的軟骨厚度的區域，也可在步驟48中調節參考外形。可基于如醫學圖像、仿真等中所識別出的骨與骨接觸的存在來確定這種具有減小的軟骨厚度的區域。另外，也可由整形外科醫生根據他/她的專業知識提供表征這些區域的信息。如果識別出一個或多個具有減小的軟骨厚度的區域，則與患者骨骼的這些區域對應的參考外形減小(即，按比例縮小或減小)。另外，在一些實施例中，可識別出患者骨骼上的一個或多個骨贅，并且可針對這種骨贅的存在補償所述參考外形。通過補償這種骨贅，參考外形可更加緊密地與患者骨骼的表面外形相匹配。此外，在一些實施例中，參考外形的遠端(在患者骨骼為脛骨的實施例中)或近端(在患者骨骼為股骨的實施例中)可被調節以增加參考外形與骨骼的表面外形的一致度。例如，在患者骨骼為股骨的實施例中，在位于患者股骨上限定的軟骨分界線上方的區域中，按比例縮放了的參考外形的上端可縮小或者說靠近于患者股骨的表面外形移動。相反，在患者骨骼為脛骨的實施例中，在位于患者脛骨的軟骨分界線下方的區域中，按比例縮放了的參考外形的下端可縮小或者說靠近于患者脛骨的表面外形移動。這樣，應當理解，被按比例縮放的參考外形一開始被放大以補償患者骨骼上的患者軟骨的厚度。然后，在缺少軟骨、軟骨減小或者說軟骨不存在的那些區域中，按比例縮放了的參考外形的部分被縮小或者說移動回到原始位置和/或朝著參考點移動。一旦在步驟46和步驟48中按比例縮放和調節了參考外形，則在步驟50中限定切割導向器的位置。具體地說，基于患者股骨的機械軸線與患者脛骨的機械軸線之間限定的角度來限定切割導向器的位置。可通過從患者股骨的近端開始向患者股骨的遠端建立線段或射線，并且限定從患者踝部延伸通過患者脛骨的近端的第二線段或射線，來確定所述角度。由這兩條線段/射線限定的角度等于患者股骨和脛骨的機械軸線之間限定的角度。然后，基于患者股骨和脛骨的機械軸線之間的角度來確定骨切割導向器的位置。應當理解，切割導向器的位置限定了定制的患者專用切割模塊的切割面的位置和取向。隨后，在步驟52中，基于按比例縮放和調節了的參考外形以及股骨和脛骨的機械軸線之間限定的角度來限定定制的患者專用切割模塊的負外形。
再返回參照圖1，在操作步驟26中生成了定制的患者專用整形外科手術器械的模型之后，在操作步驟28中驗證所述模型。所述模型可通過(例如)在將渲染模型結合到患者解剖結構的三維模型的同時分析渲染模型來進行驗證，以驗證切割導向器與平面、鉆孔導向器與計劃的鉆孔點等等的相關性。另外，可以通過將步驟26中生成的模型發送或以其他方式提供給整形外科醫生供其審核來驗證模型。例如，在模型為三維渲染模型的實施例中，可以將模型和患者相關骨骼的三維圖像一起發送給外科醫生供其審核。在模型為物理原型的實施例中，可以將模型運送給整形外科醫生進行驗證。在操作步驟28中對模型進行驗證之后，在操作步驟30中加工定制的患者專用整形外科手術器械。定制的患者專用整形外科手術器械可使用任何合適的制造設備和方法進行加工。另外，根據(例如)定制的患者專用整形外科手術器械的預期用途，所述器械可由任何合適的材料形成，所述材料例如金屬材料、塑性材料或它們的組合。隨后將加工好的定制的患者專用整形外科手術器械運送或以其他方式提供給整形外科醫生。外科醫生在操作步驟32中使用所述定制的患者專用整形外科手術器械進行整形外科手術。如上所述，由于整形外科醫生不需要在手術過程中確定整形外科手術器械的正確位置，而確定所述器械的位置通常需要外科醫生具備一定的判斷能力，因而減少了整形外科醫生需要在手術過程中做出的猜測和/或決策。現在參照圖10至圖12，在一個實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為股骨切割模塊100。如圖12所示，切割模塊100構成為可結合到患者的股骨124。切割模塊100包括主體102，該主體102構成為可結合到股骨124的前側。從主體102垂直延伸出的兩個突出部104、106被構造用于包裹在股骨124的端部周圍，這在以下將更加詳細地討論。突出部104、106中的每個分別包括向內彎曲的唇緣108、110，所述唇緣108、110參照股骨的后髁。股骨切割模塊100包括限定在主體102、突出部104、106以及唇緣108、110的內部的骨接觸或向骨表面112。骨接觸表面112包括負外形114，該負外形114構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面112的負外形114允許切割模塊100按照獨特的預定位置和取向定位在患者骨骼上。
在一些實施例中，切割模塊100的骨接觸表面112 (以及關于其它實施例討論的每個骨接觸表面)可以是或者可以不是從醫學圖像生成的三維骨骼模型(見上面關于圖I示出和描述的算法10的步驟26)的精確負像。相反，骨接觸表面可以相對于所述骨骼模型具有固定偏移量，以補償醫學圖像中可能顯示或可能沒有顯示的患者軟骨。根據位置、患者性別和患者關節的病變狀態，該偏移量通常在約0. 5毫米至約5毫米的范圍內變化。通常在區域112b、112d和112e中軟骨最厚。在區域112a和112c中，軟骨常常很薄或者不存在。因此，股骨切割模塊100在骨接觸表面112上包含變化的偏移量。切割模塊100包括在主體102上方的切割導向平臺116。切割導向平臺116包括限定于其中的切割導向器118。平臺116還包括一對前側銷導向器120。一對遠端銷導向器121被限定在突出部104、106上。在一些實施例中，銷導向器118可用作鉆孔導向器，以在患者的股骨124中建立導向銷孔。但是，在其它實施例中，可不使用導向銷。即，如下所述，切割模塊100可通過主體102和突出部104、106所施加的壓力來結合到患者的股骨124。 在使用中，如圖12所示，股骨切割模塊100結合到患者股骨124的端部122。同樣，因為切割模塊100的骨接觸表面112包括負外形114，所以模塊100可按照預計劃的獨特位置結合到股骨124。當這樣結合時，突出部104、106包裹在股骨124的遠端周圍，突出部104、106的唇緣110、112包裹在股骨124的后側周圍。此外，當模塊100結合到患者的股骨124時，股骨124的前側的一部分被接納在主體102的負外形112中，遠端126的一部分被接納在突出部104、106的負外形112中，并且股骨124的后側的一部分被接納在唇緣110、112的負外形(如果有的話)中。這樣，股骨124的前表面、遠端表面和后表面被股骨切割模塊100參照。股骨切割模塊100的主體102、突出部104、106和唇緣110、112配合以將器械100固定到股骨124。S卩，主體102、突出部104、106和唇緣110、112將一定量的壓力施加到股骨124，以將模塊100保持就位。但是，在其它實施例中，可將多個導向銷(未示出)插入到銷導向器120、121和股骨124中，以將股骨切割模塊100固定到股骨124。此夕卜，銷導向器120、121可用于在股骨124中創建孔，所述孔是后續操作步驟(例如，對再切模塊(未示出)或斜切模塊(未示出)進行取向)中的可用參照。在模塊100固定到患者的股骨124上之后，整形外科醫生可利用股骨切割模塊來切除預定量的股骨124。即，利用切割導向器118進行的骨切割對應于在制造切割模塊100的過程中確定的切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。應當理解，因為切割導向平臺116在主體102上方，所以切割導向器118的深度增大，這在使用過程中為整形外科骨鋸的鋸條或其它切割裝置提供穩定性。現在參照圖13至圖15，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為股骨切割模塊150。切割模塊150構成為可結合到患者的股骨154上，如圖15所示。切割模塊150包括具有前壁158和遠端壁160的主體156。在使用過程中，前壁158構成為可接觸股骨154的前側，遠端壁160構成為可接觸股骨154的遠端，這在以下將更加詳細地進行描述。切割模塊150的每個壁158、160分別包括骨接觸或向骨表面162、164和外表面166、168。在骨接觸表面162、164中限定負外形170。負外形170構成為可接納患者股骨154的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面162、164的負外形170允許切割模塊150按照獨特的預定位置和取向定位在患者的股骨154上。切割模塊150包括在前壁158中限定的切割導向器172。示例性地，切割導向器172是捕獲式切割導向器(captured cutting guide)。股骨切割模塊150還包括凹口或凹陷部167，所述凹陷部167為外科醫生指示在對模塊進行定位時模塊150上的用于抓握的推薦位置。股骨切割模塊150還包括多個銷導向器174。銷導向器174用作鉆孔導向器，以在患者的股骨154中建立導向銷孔。然后，可將多個導向銷(未示出)插入到銷導向器174和股骨154中，以將切割模塊150固定到股骨154上。/
如圖15所示，在使用中，股骨切割模塊150結合到患者股骨154的遠端176。同樣，因為切割模塊150的骨接觸表面162、164包括負外形170，所以模塊150可按照預計劃的獨特位置結合到股骨154。當這樣結合時，股骨124的前側的一部分被接納在模塊150的前壁158的負外形170中，并且股骨154的遠端的一部分被接納在模塊150的遠端壁160的負外形170中。在將股骨切割模塊150結合到患者的股骨124上之后，整形外科醫生可利用切割模塊150來切除股骨154。應當理解，遠端壁160的形狀允許外科醫生估計最終整形外科植入物的旋轉和定位。即，因為遠端壁160沒有完全覆蓋患者股骨的髁，所以整形外科醫生可以可視地觀察股骨154和切割模塊150的定位。另外，遠端壁160的骨接觸或向骨表面162為整形外科骨鋸的鋸條或其它切割裝置形成延伸的導向器，這可減小割錯的可能性。現在參照圖16至圖18，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為股骨切割模塊200。如圖12所示，切割模塊200構成為可結合到患者的股骨204。切割模塊200包括主體202，主體202具有前壁206和從前壁206延伸出來的一對遠端突出部208、210。在使用中，前壁206構成為可接觸股骨204的前側，遠端突出部208、210構成為可延伸在股骨204的遠端的上方，這將在以下更加詳細地描述。前壁206包括骨接觸或向骨表面212和外表面214。遠端突出部208、210中的每個分別包括基本平面的向骨表面216、218和外表面220、222。在主體202的前壁的骨接觸表面212中限定負外形224。負外形224構成為可接納患者股骨204的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面212的負外形224允許切割模塊200按照獨特的預定位置和取向定位在患者的股骨204上。切割模塊200包括限定在前壁206中的切割導向器226。在切割導向器226周圍的前壁206的厚度相對于壁206的其它部分增加，以增大切割導向器226的深度。示例性地，切割導向器226是捕獲式切割導向器。股骨切割模塊200還包括限定在前壁206和每個遠端突出部208、210中的多個銷導向器228。銷導向器228用作鉆孔導向器，以在患者的股骨204中建立導向銷孔。示例性地，銷導向器228分散開，以防止切割模塊200在整形外科骨鋸的震動下松開。然后，可將多個導向銷(未示出)插入到銷導向器228和股骨204中，以將切割模塊200固定到股骨204。在一個具體實施例中，位于遠端突出部208、210上的銷導向器228僅用作鉆孔導向器，以為了后續的整形外科器械在股骨204中建立銷孔。如圖18所示，在使用中，股骨切割模塊200結合到患者股骨204的遠端230。同樣，因為切割模塊200的骨接觸表面212包括負外形224，所以模塊200可按照預計劃的獨特位置結合到股骨204。當這樣結合時，股骨204的前側的一部分被接納在模塊200的前壁206的負外形224中，遠端突出部208、210延伸在股骨204的端部上方。在一個具體實施例，遠端突出部208、210延伸在股骨204的端部的上方，但不接觸股骨的表面。這樣，僅股骨204的前側被參照。另外，在示例性實施例中，突出部208、210從前壁206以一定角度延伸，使得當股骨切割模塊200結合到患者的股骨204時，股骨切割模塊200向患者股骨204的一側(例如，內側)偏移。在股骨切割模塊200結合到患者的股骨204之后，整形外科醫生可利用切割模塊200切除股骨204。應當理解，前壁206的厚度增加以及因此導致的切割導向器226的深度增加可提高整形外科骨鋸的鋸條或其它切割裝置的穩定性。現在參照圖19-21，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械250包括患者通用的股骨切割模塊252和患者專用的一次性插件254，所述插件可移動地結合到股骨切割模塊252。股骨切割模塊252包括前壁256和遠端突出部258。如圖21中所示，切割模塊250構成為可結合到患者的股骨255。在使用中，前壁256構成為可面對股骨255的前側，而遠端突出部258構成為可面對股骨255的遠端，這將在以下更加詳細地進行描述。患者專用的插件2 54包括前側平臺260、后側夾片或弓形托架262以及一對遠端足264、266。平臺260、夾片262和足264、266構成為可可移動地結合到股骨切割模塊252。具體地說，平臺260可移動地結合到前壁256的向骨表面268。平臺260包括其中限定負外形272的骨接觸表面270。平臺260的負外形272構成為可接納患者股骨255的前側的一部分。夾片262結合到平臺260并從平臺260按照向內彎曲的弧形延伸。夾片262還包括其中限定負外形276的骨接觸表面274。夾片262的負外形276構成為可接納患者股骨255的后媒的一部分。足264、266可移動地結合到模塊252的遠端突出部262的向骨表面278。每個足264、266分別包括骨接觸表面280、282。每個骨接觸表面280、282分別包括限定于其中的負外形284、286。足264、266被設置在遠端突出部260上，使得足264、266接觸股骨255的遠端。即，負外形284、286構成為可接納股骨的遠端的一部分。如上所述，骨接觸表面270、274、280、282的負外形272、276、284、286允許所述器械250按照獨特的預定位置和取向定位在患者的股骨255上。切割模塊252包括限定在前壁256中的切割導向器288。示例性地，切割導向器288是捕獲式切割導向器。股骨切割模塊252還包括多個銷導向器290。銷導向器290用作鉆孔導向器，以在患者的股骨255中建立導向銷孔。然后，可將多個導向銷(未示出)插入到銷導向器290和股骨255中，以將定制的患者專用外科手術器械250固定到患者的股骨255上。切割導向器288和銷導向器290還延伸通過患者專用的插件254。在使用中，患者專用的插件254 —開始結合到股骨切割模塊252上。然后，定制的患者專用外科手術器械250可結合到患者股骨255的遠端292上，如圖21所示。同樣，因為患者專用的插件254的骨接觸表面270、274、280、282包括各自的負外形272、276、284、286，所以器械250可按照預計劃的獨特位置結合到股骨255。當這樣結合時，股骨255的前側的一部分被接納在插件254的平臺260的負外形272中。夾片262包裹在患者股骨255的遠端292的內側周圍。患者股骨的后側內髁的一部分被接納在夾片262的負外形276中。另夕卜，足264、266中的每個接觸患者股骨的髁的遠端。遠端髁的一部分被分別接納在足264、266的負外形284、286中。在器械250結合到患者股骨255之后，整形外科醫生可利用器械250切除股骨255。在完成整形外科手術之后，可丟棄患者專用的插件254。股骨切割模塊252可被消毒并在后續外科手術中與新的患者專用的插件一起被再利用。在其它實施例中，夾片262可取向為參照股骨255的后髁的近端表面，如圖22所示。即，夾片262可在近端側相對于股骨切割模塊252成一定角度。如上所述，夾片262還包括骨接觸表面274，其包括構成為可接納股骨255的近端后髁的對應外形的負外形276。應當理解，夾片262的位置為特定的軟組織(例如，患者關節的特定韌帶)提供空間或者說避免干涉所述特定的軟組織。現在參照圖23-25，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為脛骨切割模塊300。如圖25所示，切割模塊300構成為可結合到患者的脛骨304上。切割模塊300包括主體302，所述主體302具有前壁306和從前壁306延伸出的一對突出部308、310。在使用過程中，前壁306構成為可接觸脛骨304的前側，而突出部308、310構成為可延伸在脛骨304的內髁和外髁上方，這將在以下更詳細地討論。前壁306包括骨接觸或向骨表面312和外表面314。在前壁306的骨接觸表面312中限定負外形316。突出部308、310中的每個包括從突出部308、310的端部向下延伸的足墊(footpad) 309、311。足墊309,311中的每個分別包括骨接觸或向骨表面318、320。在突出部308、310的骨接觸表面318,320中分別限定負外形326、328。負外形316、326、328中的每個構成為可接納患者脛骨304的一部分。例如，前壁306的負外形316構成為可接納患者脛骨304的前側的一部分。相似地，突出部308、310的負外形326、328構成為可接納患者脛骨304的近端的一部分。如上所述，負外形316、326、328允許脛骨切割模塊300按照獨特的預定位置和取向定位在患者的脛骨304上。 切割模塊300包括限定在前壁306中的切割導向器330。因為前壁306被設計為包裹在患者脛骨304的前側周圍，所以切割導向器300的長度增大。脛骨切割模塊300還包括限定在前壁306中的多個銷導向器332。銷導向器332用作鉆孔導向器，用于在患者的脛骨304中建立導向銷孔。然后，可將多個導向銷(未示出)插入到銷導向器332和脛骨304中，以將切割模塊300和/或其他非患者專用的器械(未示出)固定到脛骨304。如圖25所示，在使用中，脛骨切割模塊300結合到患者脛骨304的近端334。同樣，因為切割模塊300的骨接觸表面312、318、320包括負外形316、326、328，所以切割模塊300可按照預計劃的獨特位置結合到脛骨304。當這樣結合時，脛骨304的前側的一部分被接納在前壁306的負外形316中，并且脛骨304的近端的一部分被接納在突出部308、310的足墊309、311的負外形318、320中。這樣，患者脛骨304的前側和近端側被切割模塊300參照。在脛骨切割模塊300結合到患者股骨304上之后，整形外科醫生可利用切割模塊300切除脛骨304。現在參照圖26-28，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為脛骨切割模塊350。如圖28所示，切割模塊350構成為可結合到患者的脛骨354。切割模塊350包括主體352，主體352具有前壁356和從前壁306延伸出的一對突出部358、360。在使用過程中，前壁356構成為可接觸脛骨354的前側，而突出部358、360構成為可延伸在脛骨354的近端上方，這在以下將更詳細地描述。前壁356包括骨接觸或向骨表面362和外表面364。在前壁356的骨接觸表面362中限定負外形366。相似地，突出部358、360中的每個分別包括骨接觸或向骨表面368、370以及外表面372、374。在突出部358、360的骨接觸表面368、370中分別限定了負外形376、378。突出部358、360的外表面372、374中的每個具有向下的斜坡，以在將脛骨切割模塊350固定到患者的脛骨304時，減小突出部358,360和患者股骨之間接觸的可能性。負外形366、376、378中的每個構成為可接納患者脛骨354的一部分。例如，前壁356的負外形366構成為可接納患者脛骨304的前側的一部分。相似地，突出部358、360的負外形376、378構成為可接納患者脛骨304的遠端的一部分。如上所述，負外形366、376、378允許脛骨切割模塊350按照獨特的預定位置和取向定位在患者脛骨354上。切割模塊350包括限定在前壁356中的切割導向器380。因為前壁356被設計為包裹在患者脛骨304的前側周圍，所以切割導向器380的長度增大。另外，模塊350在切割導向器380的下方包括從前壁356向外延伸的切割導向器支撐件382。切割導向器支撐件382延長或增大切割導向器380的有效深度，這可在使用模塊350的過程中增大整形外科骨鋸的骨鋸條或其他切割裝置的穩定性。脛骨切割模塊350還包括限定在前壁356中的多個銷導向器384。銷導向器384用作鉆孔導向器，用于在患者的脛骨354中建立導向銷孔。然后，可將多個導向銷(未示出)插入到銷導向器384和脛骨354中，以將切割模塊350固定到脛骨354。如圖28所示，在使用中，脛骨切割模塊350結合到患者脛骨354的遠端366。同樣，因為切割模塊350的骨接觸表面362、368、370包括負外形366、376、378，所以切割模塊350可按照預計劃的獨特位置結合到脛骨354。當這樣結合時，脛骨354的前側的一部分被接納在前壁356的負外形366中，并且脛骨364的近端的一部分被接納在突出部358、360的 負外形376、378中。這樣，患者脛骨354的前側和近端側被切割模塊350參照。另外，在一些實施例中，前壁356在橫向上消減，以在使用模塊350的過程中為髕腱提供空間。也就是說，在一些實施例中，前壁356包括凹口區域388，該凹口區域388被構造用于減小模塊350和髕腱接觸的可能性。在脛骨切割模塊350結合到患者股骨354之后，整形外科醫生可利用切割模塊350切除脛骨354。現在參照圖29-30，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊400。如圖30所示，切割模塊400構成為可結合到骨骼402，例如，患者的股骨或脛骨。所述切割模塊包括主體404，主體404具有骨接觸或向骨表面406以及外表面408。骨接觸表面406包括負外形410，該負外形410構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面406的負外形410允許切割模塊400按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。切割模塊400還包括多個銷導向器412。在使用中，銷導向器412用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼中建立導向銷孔，以便于將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。然后，切割模塊400可通過導向銷結合并固定到患者的骨骼402。切割模塊400還包括限定在模塊400的主體404中的切割導向器414。示例性地，切割導向器414是非捕獲式或開放式切割導向器。即，切割導向器414由切割模塊400的主體404的側壁416限定。但是，在其它實施例中，切割導向器414可被實現為捕獲式切割導向器。如圖30所示，在使用中，切割模塊400結合到患者骨骼402的端部418。同樣，因為切割模塊400的骨接觸表面406包括負外形410，所以模塊400可按照預計劃的獨特位置結合到患者骨骼402上。當這樣結合時，骨骼402的前側的一部分被接納于負外形410中。同樣，因為切割模塊400的骨接觸表面406包括負外形410，所以模塊400可按照預計劃的獨特位置結合到骨骼402上。可通過利用被接納于銷導向器412和骨骼402中的多個導向銷(未示出)來將切割模塊400固定到骨骼402。在切割模塊400固定到患者的骨骼402上之后，整形外科醫生可利用切割模塊400來切除預計劃量的骨骼402。即，利用切割導向器414進行的骨切割對應于在制造切割模塊400的過程中確定的切割面(見以上關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。
在一些實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可由多個分離的件形成。例如，如圖31至圖32所示，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊450，該切割模塊450包括前壁件452和與前壁件454分離的端壁件454。前壁件452包括骨接觸或向骨表面456以及外表面458。骨接觸表面456包括負外形460，所述負外形460構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。前壁件452還包括被限定于其中的多個孔462，所述多個孔462被構造用于接納多個緊固件或固定裝置466 (例如，銷、螺栓等)，以便于將前壁件452結合到端壁件454上。前壁件452還包括切割導向器468。示例性地，切割導向器468是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。
端壁件454包括骨接觸或向骨表面470以及外表面472。骨接觸表面470包括負外形474，所述負外形474構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。端壁件454還包括限定在側壁478中的多個孔476。所述孔476位于側壁478中，與前壁件452的孔462的位置對應，使得壁件452、454可通過固定裝置466結合在一起，如以下所描述的。壁件454、456中的每個還包括多個銷導向器480。在使用中，銷導向器480用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼中建立導向銷孔，以便于將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。然后，切割模塊450可通過導向銷結合并固定到患者的骨骼482上。在使用中，切割模塊450構成為可在患者的切口部位的內部被構造。S卩，整形外科醫生可將前壁件452和端壁件454插入到患者的切口部位中。一旦這樣插入之后，外科醫生可利用固定裝置466將壁件452、454結合到一起，從而形成切割模塊450。然后，可將切割模塊450結合到患者的骨骼482上。當這樣結合時，骨骼482的前側的一部分被接納于負外形460中，骨骼的端部的一部分被接納于負外形474中。同樣，因為切割模塊450的骨接觸表面456、470包括負外形460、474，所以模塊450可按照預計劃的獨特位置結合到骨骼482。切割模塊450可通過利用被接納于銷導向器480和骨骼482中的多個導向銷(未不出)固定到骨骼482上。在切割模塊450被固定到患者的骨骼482上之后，整形外科醫生可利用切割模塊450來切除預計劃的量的骨骼402。即，利用切割導向器468進行的骨切割對應于在制造切割模塊450的過程中確定的切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。現在參照圖33，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊500。切割模塊500構成為可結合到患者的骨骼502，例如股骨或脛骨。切割模塊500包括主體504。如圖33所示，主體504構成為可具有相對小的厚度。主體504包括骨接觸或向骨表面506以及外表面508。骨接觸表面506包括負外形510，所述負外形510構成為可接納患者骨骼502的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面506的負外形510允許切割模塊500按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。切割模塊500還包括多個銷導向器512。在使用中，銷導向器512用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼中建立導向銷孔以將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。然后，切割模塊500可通過導向銷結合并固定到患者的骨骼上。切割模塊500還包括捕獲式切割導向器514。捕獲式切割導向器514從主體504向外延伸，使得切割導向器514的深度增大。在使用中，切割模塊500構成為可結合到患者的骨骼502，例如股骨或脛骨。同樣，因為切割模塊500的骨接觸表面506包括負外形510，所以模塊500可按照預計劃的獨特位置結合到骨骼502。可通過利用被接納于銷導向器512和骨骼502中的多個導向銷(未示出)將切割模塊500固定到骨骼502上。應當理解，主體504的減小的厚度可增大外科醫生將切割模塊500定位在患者的膝關節中的能力。在切割模塊500固定到患者的骨骼502上之后，整形外科醫生可利用切割模塊500來切除預計劃的量的骨骼502。還應當理解，因為切割導向器514具有增大的深度，所以可增加整形外科骨鋸的骨鋸條或其他切割裝置的穩定性。現在參照圖34，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊550。切割模塊550構成為可結合到患者的骨骼552，例如股骨或脛骨。切割模塊550包括主體554，所述主體554具有骨接觸或向骨表面556以及外表面558。骨接觸表面556包括負外形560，所述負外形560構成為可接納患者骨骼552的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面556的負外形560允許切割模塊550按照獨特的預定位置和取
向定位在患者的骨骼上。切割模塊550還包括多個銷導向器562、564。在使用中，銷導向器562、564用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼中建立導向銷孔以將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。然后，切割模塊550可通過導向銷結合并固定到患者的骨骼上。銷導向器562被定位為與切割模塊500的主體554的外表面558基本正交。相反，銷導向器564被定位為相對于主體554的外表面558成一定角度。切割模塊550還包括捕獲式切割導向器566。在使用中，切割模塊550構成為可結合到患者的骨骼552，例如股骨或脛骨。同樣，因為切割模塊550的骨接觸表面556包括負外形560，所以模塊550可按照預計劃的獨特位置結合到骨骼552。可以按照相對于患者骨骼的兩種構型中的一種來固定切割模塊500。即，銷導向器562可用于將模塊500相對于患者的骨骼502定位，以使得可利用切割導向器566進行平面切割。或者，銷導向器564可用于將模塊550相對于患者的骨骼552成一角度定位，使得可在患者的骨骼上進行成角度的或傾斜的切割。現在參照圖35-36，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為5合I切割模塊600。如圖36所示，切割模塊600構成為可結合到患者的骨骼602，例如股骨或脛骨。切割模塊600包括主體604，所述主體604具有骨接觸或向骨表面606和外表面608。骨接觸表面606包括負外形610，所述負外形610構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面606的負外形610允許切割模塊600按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼602上。如圖35和36所示，切割模塊600總體上呈U形并且構成為可參照患者骨骼的前側、遠端側和后側上的特征。特別地，切割模塊600在前側板630、遠側板632和近端板634的每個中限定有定制的患者專用負外形610，其中前側板630構成為可接納患者骨骼的前側的一部分，遠側板632構成為可接納患者骨骼的遠端側的一部分，近端板634構成為可接納患者骨骼的近端側的一部分。切割模塊600還包括多個銷導向器612。在使用中，銷導向器612用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼602中建立導向銷孔以將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。然后，切割模塊600可通過導向銷結合并固定到患者的骨骼602。切割模塊600還包括五個捕獲式切割導向器614、616、618、620、622。所示出的切割導向器614是遠端切割導向器,切割導向器616是前側切割導向器,切割導向器622是后側切割導向器。切割導向器618、620是用于制備股骨倒角的成角度切割導向器。應當理解，切割導向器614、616、618、620、622允許整形外科醫生用同一切割模塊600進行多達五種不同的骨切割。在使用中，切割模塊600構成為可結合到患者的骨骼602，例如股骨或脛骨。同樣，因為切割模塊600的骨接觸表面606包括負外形610，所以模塊600可按照預計劃的獨特位置結合到骨骼602。切割模塊600可通過利用被接納于銷導向器612和骨骼602中的多個導向銷(未示出)固定到骨骼602。如圖36所示，在切割模塊600固定到患者的骨骼602之后，整形外科醫生可利用模塊600,利用切割導向器614、616、618、620、622中的一個或多個來進行骨骼602的多種切除中的任何一種。應當理解，在一些實施例中，單個切割模塊600可用于取向和完成全膝關節置換術(TKA)所需的所有股骨切割。現在參照圖37，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械650可具體表現為一對骨切割模塊652、654。骨切割模塊652是股骨切割模塊,并構成為可結合到患者的股骨656。骨切割模塊654是脛骨切割模塊，并構成為可結合到患者的脛骨658。骨切割模塊652包括骨接觸或向骨表面660，骨接觸或向骨表面660具有與股骨656的外形的一部分匹配的負外形(未示出)。相似地，骨切割模塊654包括骨接觸或向骨表面662，骨接觸 或向骨表面662具有與脛骨658的外形的一部分匹配的負外形(未示出)。如上所述，模塊652,654的負外形允許患者專用的切割模塊652、654按照獨特的預定位置和取向定位在患者的對應骨骼上。股骨切割模塊652包括一對銷導向器664。在使用中，銷導向器664用作鉆孔導向器，用于在股骨656中建立導向銷孔。切割模塊652還包括切割導向器666。不例性地,切割導向器666是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。相似地，胚骨切割模塊654包括一對銷導向器668和切割導向器670。如上所述，切割導向器666、670用于對骨鋸條或其它切割裝置進行導向。切割模塊652、654還形成一對試驗模塊，使得整形外科醫生可在進行切除的同時分析患者膝關節的運動。S卩，股骨切割模塊652的遠端672包括一對試驗髁表面674、676，所述試驗髁表面674、676具有類似于自然股骨髁的凹的外外形。脛骨切割模塊654的近端678包括一對試驗關節表面680、682，所述試驗關節表面680、682具有類似于脛骨髁的自然關節表面的凸的外外形。試驗關節表面680、682構成為可接納脛骨切割模塊652的試驗髁表面 674、676。在使用中，切割模塊652、654構成為可分別結合到患者的股骨656和脛骨658。同樣，因為模塊652、658的每個包括各自的負外形，所以模塊652、658可按照預計劃的獨特位置結合到對應的骨骼656、658，使得切割導向器666、670相對于對應的骨骼656、658定位于期望的位置。在切割模塊652、654固定到患者的股骨656和脛骨658之后，整形外科醫生可利用切割導向器666、670，利用骨鋸或其它切割裝置來切除股骨656和脛骨658。為此，外科醫生可將骨鋸的骨鋸條插入到切割導向器666、670中。應當理解，因為切割導向器666,670的位置由于各自的骨切割模塊652、654的構造而是預定的，所以利用患者專用的切割模塊652、654進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見以上關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。另外，外科醫生可利用模塊652、654的試驗形狀的端部來調控關節以分析所述關節的運動。現在參照圖38，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械700可具體表現為一對骨切割模塊702、704。骨切割模塊702是股骨切割模塊并且構成為可結合到患者的股骨706。骨切割模塊704是脛骨切割模塊并且構成為可結合到患者的脛骨708。骨切割模塊702包括骨接觸或向骨表面710，所述骨接觸或向骨表面710具有與股骨706的外形的一部分匹配的負外形(未示出)。相似地，骨切割模塊704包括骨接觸或向骨表面712，所述骨接觸或向骨表面712具有與脛骨708的外形的一部分匹配的負外形(未示出)。如上所述，模塊702、704的負外形允許患者專用的切割模塊702、704按照獨特的預定位置和取向定位在患者的對應骨骼上。股骨切割模塊702包括一對銷導向器714。在使用中，銷導向器774用作鉆孔導向器，用于在股骨706中建立導向銷孔。切割模塊702還包括切割導向器716。示例性地，切割導向器716是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。相似地，脛骨切割模塊704包括一對銷導向器718和切割導向器720。如上所述，切割導向器716、720用于對骨鋸條或其它切割裝置進行導向。切割模塊652、654通過機械聯動裝置(linkage) 722結合到彼此。機械聯動裝置 722可具體表現為任何數量的螺栓、齒輪等，以用于執行本文所述的功能。即，機械聯動裝置722的絲杠沿著一個方向或其它方向的旋轉使得切割模塊652遠離于彼此移動或者朝著彼此移動。一對指輪724可操作地結合到機械聯動裝置722。指輪724可被外科醫生使用以操作聯動裝置722，以通過(例如)旋轉機械聯動裝置722的絲杠來使切割模塊652遠離于彼此移動或者朝著彼此移動。即，指輪724可被操作以使股骨切割模塊702沿著箭頭726的方向移動并且使脛骨切割模塊704沿著箭頭728的方向移動。在一些實施例中，機械聯動裝置722可被定位在位于切割模塊702、704之間的殼體730中。在使用中，切割模塊702、704構成為可分別結合到患者的股骨706和脛骨708。同樣，因為模塊702、708的每個包括各自的負外形，所以模塊702、708可按照預計劃的獨特位置結合到對應的骨骼706、708，使得切割導向器716、720相對于對應的骨骼706、708定位在期望的位置。在切割模塊702、704固定到患者的股骨706和脛骨708上之后，整形外科醫生可操作指輪724以調節切割模塊702、704的相對位置(例如，使模塊702、704朝著彼此移動或遠離于彼此移動)。在調節了切割模塊702、704相對于彼此的定位之后，外科醫生可利用切割導向器716、720，利用骨鋸或其他切割裝置來切除股骨706和脛骨708。應當理解，因為切割導向器716、720的位置由于各自的骨切割模塊720、704的構造而是預定的，所以利用患者專用的切割模塊702、704進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。現在參照圖39，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊750，所述切割模塊750構成為可結合到或者說接觸患者的股骨752和/或脛骨753。切割模塊750包括具有骨接觸或向骨表面756和外表面758的主體754。在圖39至圖41所示的示例性實施例中，主體754是一體化的。骨接觸表面756包括負外形760，所述負外形760構成為可接納患者骨骼752、753的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面756的負外形760允許切割模塊750按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。切割模塊750還包括多個銷導向器762。在圖39的示例性實施例中，銷導向器762被定位在切割模塊750的主體754上，使得切割模塊750可固定到股骨752。S卩，導向器762可用作鉆孔導向器，用于在患者的股骨752中建立導向銷孔以將多個導向銷764固定到股骨752上。然后，切割模塊750可通過導向銷764結合并固定到股骨752上。切割模塊750還包括脛骨切割導向器766。示例性地，切割導向器766是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。在使用中，切割模塊750構成為可結合到患者的股骨752和脛骨753。S卩，導向器762可用于利用多個導向銷764將切割模塊750固定到股骨上。然而，切割模塊750不固定到患者的脛骨753上。同樣，因為模塊750的骨接觸表面756包括負外形760，所以模塊750可按照預計劃的獨特位置結合到股骨752和脛骨753。在切割模塊750通過導向銷764被固定到患者的股骨752上之后，外科醫生可利用切割導向器766切除患者的脛骨753。因為切割模塊750參照股骨752和脛骨753，所以相對于僅參照脛骨753的切割模塊，模塊750的穩定性可增加。也就是說，因為相對于僅參照脛骨753，股骨752為模塊750提供用于參照的更大的表面面積，所以切割模塊750的穩定性可提高。另外，在圖39的示例性實施例中，切割模塊750固定到股骨752而非脛骨，以進一步穩定所述模塊。 在其它實施例中，切割模塊750可固定到脛骨753而非股骨752，如圖40所示。在這種實施例中，切割模塊750包括用于通過多個導向銷788將模塊750固定到脛骨753的脛骨銷導向器786。雖然切割模塊750固定到脛骨753，但是相對于僅參照脛骨753的切割模塊，模塊750的穩定性可增加，這是因為如上所述，切割模塊750參照了股骨752和脛骨753。另外，在其它實施例中，切割模塊750可構成為可固定到股骨752和脛骨753，如圖41所示。在這種實施例中，切割模塊包括股骨銷導向器762和脛骨銷導向器766。另外，除了脛骨切割導向器766之外，切割模塊750還可包括股骨切割導向器790。在這種實施例中，切割模塊750可用于切除股骨752和/或脛骨753。另外，在這種實施例中，切割模塊750可包括從主體754延伸的舌狀物792。舌狀物702構成為可被接納于股骨752和脛骨753之間，以進一步穩定切割模塊750。同樣，因為切割模塊750參照股骨752和脛骨753，所以相對于僅參照股骨752或脛骨753的切割模塊，模塊750的穩定性可增加。現在參照圖42至圖44，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械800可具體表現為一對骨切割模塊802、804。骨切割模塊802是股骨切割模塊，并構成為可固定到患者的股骨806。骨切割模塊804是脛骨切割模塊，并構成為可結合到或以其它方式面對患者的脛骨808。切割模塊802、804通過分別固定到每個模塊802、804的端部812、814的鉸鏈810結合到彼此。股骨切割模塊802包括骨接觸或向骨表面816，所述骨接觸或向骨表面816具有與股骨806的外形的一部分匹配的負外形818。如上所述，股骨切割模塊802的負外形818允許患者專用的股骨切割模塊802按照獨特的預定位置和取向定位到患者的股骨806上。脛骨模塊804還包括骨接觸或向骨表面820。在一些實施例中，骨接觸表面820可以大致為平面。或者，在其它實施例中，骨接觸表面820可包括與患者脛骨808的外形的一部分匹配的負外形(未示出)。股骨切割模塊702包括一對銷導向器822。在使用中，所述銷導向器822用作鉆孔導向器，用于在股骨806中建立導向銷孔。股骨切割模塊802還包括遠端股骨切割導向器824。示例性地，切割導向器824是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。相似地，脛骨切割模塊804包括近端脛骨切割導向器826。另夕卜，在一些實施例中，脛骨切割模塊804可包括后側股骨切割導向器828。在使用中，股骨切割模塊802結合到患者的股骨806。同樣，因為切割模塊802包括負外形818，所以股骨切割模塊802可按照預計劃的獨特位置結合到股骨806。股骨切割模塊802利用銷導向器822固定到伸展下的患者股骨806。雖然患者的腿部是伸展的，但是整形外科醫生可利用股骨切割導向器824切除股骨806的遠端。然后，整形外科醫生可如圖43所示伸展地定位患者腿部。當患者的腿運動至伸展時，脛骨切割模塊804跟隨脛骨808，并且相對于脛骨808定位，使得外科醫生可利用脛骨切割導向器826對脛骨808進行近端切割。在脛骨切割模塊804還包括后側股骨切割導向器828的實施例中，整形外科醫生可利用導向器828切除股骨806的后髁。在一些實施例中，如圖44所示，脛骨切割模塊804可通過位于股骨切割模塊802的一側上的鉸鏈830結合到股骨切割模塊802上。即，股骨切割模塊802和脛骨切割模塊804可通過朝著模塊802、804的內側或外側定位的鉸鏈830結合。在這種構造中，如圖44 所示，股骨切割模塊802可構成為可包裹在股骨806的遠端周圍，以為切割模塊802、804提供額外的穩定性。現在參照圖45至圖46，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為統削導向器850。統削導向器850構成為可結合到患者的骨骼852,例如股骨或胚骨。銑削導向器850包括骨接觸或向骨表面856以及外表面858。骨接觸表面856包括負外形860 (見圖46)，所述負外形860構成為可接納患者骨骼852的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面856的負外形860允許銑削導向器850按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。銑削導向器850還包括多個孔862。孔862的尺寸被設置為對銑削機的磨削頭(burr)864進行導向。在使用中，統削導向器850可結合到患者骨骼852的端部。同樣，因為銑削導向器850的骨接觸表面856包括負外形860，所以導向器850可按照預計劃的獨特位置結合到骨骼852。在銑削導向器850結合到骨骼852上之后，磨削頭864可插入到一個孔862中，并操作以按照需要銑削骨骼。切割模塊500可通過使用被接納于銷導向器512和骨骼502中的多個導向銷(未示出)固定到骨骼502。應當理解，主體504的減小的厚度可增大外科醫生將切割模塊500定位在患者的膝關節中的能力。在切割模塊500固定到患者的骨骼502上之后，整形外科醫生可利用切割模塊500來切除預計劃的量的骨骼502。還應當理解，因為切割導向器514具有增大的深度，所以整形外科骨鋸的骨鋸條或其他切割裝置的穩定性可增大。現在參照圖47，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為磨削導向器900。所述磨削導向器900構成為可結合到磨削或銑削機的端部。例如，磨削導向器900可通過軸襯904結合到磨削機的軸902。軸襯904在保持磨削導向器900處于抵靠著骨骼的固定位置的同時允許磨削機的軸902和磨削端906旋轉。磨削導向器900包括具有骨接觸或向骨表面912的主體910。向骨表面912包括限定于其中的負外形913。骨接觸表面856的負外形913構成為可當磨削導向器接觸患者骨骼914時接納患者骨骼914的一部分。另外，向骨表面912包括接納有磨削端906的孔916。
現在參照圖48，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為磨削模塊950。磨削模塊950構成為可結合到患者的骨骼952，例如股骨或脛骨。磨削模塊950包括具有骨接觸或向骨表面956和外表面958的主體954。骨接觸表面956包括負外形(未示出)，所述負外形構成為可接納患者骨骼952的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面956的負外形允許磨削模塊950按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。磨削模塊950還包括多個銷導向器960。在使用中，銷 導向器960用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼中建立導向銷孔以將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。然后，磨削模塊950可通過導向銷結合并固定到患者的骨骼952上。磨削模塊950還包括限定在主體954中的磨削孔962。磨削孔962的尺寸被設置為允許磨削機的磨削端964插入其中。即，除了骨骼952延伸到磨削孔962中的部分之外，磨削孔962的寬度966還足以接納磨削端964的直徑。限定孔962的內壁968形成磨削導向器。即，在使用過程中，磨削機的軸970可沿著作為導向器的內壁968運行，以在骨骼952上生成平面切除。現在參照圖49至圖52，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械1000包括韌帶平衡器1002和結合到韌帶平衡器1002的患者專用的股骨切割模塊1004。韌帶平衡器1002包括脛骨基板1006和被接納于對應的圓柱形殼體1012、1014中的一對股骨槳(paddle) 1008、1010。一對鈕或其他控制裝置1016、1018被設置于殼體1012、1004的基部，并且可操作地結合到股骨槳1008、1010。鈕1016、1018可用于獨立地使每個股骨槳1008、1010遠離于或朝著脛骨基板1006運動，并在正確的拉力下拉緊膝關節以使得股骨相對于脛骨運動到其最佳旋轉量。如圖50所示，切割模塊1004構成為可結合到患者的骨骼1020，例如股骨或脛骨。切割模塊1004包括具有骨接觸或向骨表面1024和外表面1026的主體1022。骨接觸表面1024包括負外形1028，所述負外形1028構成為可接納患者骨骼1020的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面1024的負外形1028允許切割模塊1004按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼1020上。切割模塊1004還包括股骨切割導向器1030。示例性的切割導向器1030是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。切割模塊1004還包括多個銷導向器1032。在使用中，銷導向器1032用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼1020中建立導向銷孔以將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。切割模塊1004通過托架1034結合到韌帶平衡器1002。托架1034包括一對孔1036，所述一對孔1036中接納有一對銷1038。切割模塊1004的主體1022包括一對向內彎曲的細長孔1034。銷1038被接納在切割模塊1004的細長孔1034中并被固定到患者的骨骼1020中。另外，托架1034使一對銷1038沿著平行于脛骨1103的近端表面的直線方向取向。應當理解，如下所述，細長孔1034允許切割模塊1004相對于韌帶平衡器1004旋轉。在使用中，切割模塊1004結合到患者骨骼1020(例如，股骨)的端部。同樣，因為骨接觸表面1024包括負外形1028，所以模塊1004可按照預計劃的獨特位置結合到骨骼1020。切割模塊1004可通過使用導向銷1038固定到骨骼1020。也就是說，導向銷1038可插入到細長孔1034中并插入到患者的骨骼1020中。然后，韌帶平衡器1002可結合到患者的骨解剖結構。為此，基部1006被設置于患者脛骨的近端上，并且每個槳1008、1010與患者股骨1020的髁接合。托架1034的孔1036接納導向銷1038從切割模塊1004的細長孔1034延伸出的部分。然后，整形外科醫生可根據需要調節韌帶平衡器，并利用股骨切割導向器1030切除患者的骨骼1020。 在其它實施例中，如圖51-52所示，韌帶平衡器1002可構成為可參照髓內桿1102。在這種實施例中，托架1034包括構成為可結合到桿1102的接納器1104。髓內桿1102參照股骨1020的髓腔。韌帶平衡器1002的托架1034 提供樞轉點1106，股骨1020可繞著所述樞轉點1106旋轉，同時保持銷1038相對于患者脛骨的近端表面1103的大致平行取向。現在參照圖53至圖54，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為股骨切割模塊1200。如圖53所示，切割模塊1200構成為可結合到患者的股骨1204。切割模塊1200包括主體1202，所述主體1202具有前壁1206以及從前壁1206延伸出的一對遠端突出部1208、1210的。在使用過程中，前壁1206構成為可接觸股骨1204的前側，遠端突出部1208、1210構成為可延伸在股骨1204遠端上方，這將在以下更詳細地描述。突出部1208、1210各自分別包括足墊1216、1218。足墊1216、1218被實現為橢圓環，均具有中心凹陷部1217。如將在以下更詳細描述的，足墊1216、1218形成有負外形以接觸股骨1204的遠端的一部分。在其它實施例中，足墊1216、1218可具有其他構型，例如圓形形狀。前壁1206包括骨接觸或向骨表面1212以及外表面1214。在主體1202的前壁的骨接觸表面1212中限定負外形1224。負外形1224構成為可接納患者股骨1204的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面1212的負外形1224允許切割模塊1200按照獨特的預定位置和取向定位在患者的股骨1204上。切割模塊1200包括限定在前壁1206中的切割導向器1226。前壁1206在切割導向器1226周圍的厚度相對于壁1206的其他部分增大，以增加切割導向器1226的深度。示例性地，切割導向器1226是捕獲式切割導向器。股骨切割模塊1200還包括限定在前壁1206和每個遠端突出部1208、1210中的多個銷導向器1228。銷導向器1228用作鉆孔導向器，用于在患者的股骨1204中建立導向銷孔。示例性地，銷導向器1228分散開以防止切割模塊1200在整形外科骨鋸的振動下松開。然后，多個銷導向器(未示出)可插入到銷導向器1228和股骨1204中，以將切割模塊1200固定到股骨1204。在一個具體實施例中，位于遠端突出部1208、1210上的銷導向器1228僅用作為后續整形外科器械在股骨1204中建立銷孔的鉆孔導向器。在使用中，如圖54所示，股骨切割模塊1200結合到患者股骨1204的遠端1230。同樣，因為切割模塊1200的骨接觸表面1212包括負外形1224，所以模塊1200可按照預計劃的獨特位置結合到股骨1204。當這樣結合時，股骨1204的前側的一部分被接納于模塊1200的前壁1206的負外形1224中，并且遠端突出部1208、1210延伸在股骨1204的端部上方。突出部1208、1210的足墊1216、1218接觸患者股骨1204的遠端。但是，股骨1204的上方設置有凹陷部1217的部分沒有被參照。即，凹陷部1217可以或可以不接納患者股骨1204的部分。這樣，足墊1216、1218可相對于切割模塊1200的主體1202定位，使得凹陷部1217被定位在股骨1204的在醫學圖像上不可見的部分上(見上面關于圖I示出和描述的算法10的操作步驟12、20、24)。這樣，由于(例如)成像方式或者患者的特定骨解剖結構方面的局限而沒有在醫學圖像中再現的股骨1204的那些部分不被參照，以改善模塊1200的安裝。在股骨切割模塊1200結合到患者的股骨1204上之后，整形外科醫生可利用切割模塊1200切除股骨1204。現在參照圖55至圖57，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為股骨切割模塊1300。與上述切割模塊100類似，切割模塊1300構成為可結合到患者的股骨。切割模塊1300包括構成為可結合到患者股骨的前側的主體1302和從主體1302沿向后側方向延伸出的兩個臂或突出部1304、1306。突出部1304、1306構成為可包裹在股骨的遠端周圍，這將在以下更詳細地描述。每個突出部1304、1306分別包括向內彎曲或者說向內側延伸的唇緣1308、1310，所述唇緣1308、1310參照股骨的后髁。切割模塊1300可由任何合適的材料形成。例如，切割模塊1300可由例如塑料或樹脂材料形成。在一些實施例中，切割模塊1300可由光固化(photo-curable)或激光固化(laser-curable)樹脂形成。在一個具體實施例中，切割模塊1300可利用快速原型制造工藝由Veix)樹脂形成，所述Vero樹脂從以色列Rehovot的Objet Geometries有限公司商購獲得。但是,在其它實施例中，切割模塊1300可由其他材料形成。例如，在另一具體實施例中，切割模塊1300由例如Ultem樹脂的聚酰亞胺熱塑性樹脂形成,所述Ultem樹脂可從沙特阿拉伯Riyhadh的SaudiBasic Industries Corporation Innovative Plastics 公司商購獲得。主體1302包括骨接觸或向骨表面1312以及與向骨表面1312相對的外表面1314。外表面1314包括凹入或凹陷區域1316，當將切割模塊1300結合到患者的股骨上時，所述凹入或凹陷區域1316為外科醫生提供在何處將壓力施加到主體1302的指示。另外，穿過主體1302限定多個導向銷孔或通道1318，所述多個導向銷孔1318的直徑被設置為接納各自的導向銷以將模塊1300固定到患者的股骨。在一些實施例中，導向銷孔1318中的一個或多個可以是傾斜的或者說相對于其余導向銷孔1318成一角度，以進一步將模塊1300固定到患者的骨骼上。主體1302包括模件(modular)切割導向器1320。S卩，主體1302包括用于接納切割導向器1320的切割導向器接納器狹槽1322。閂鎖1324或其他鎖定裝置將切割導向器1320在切割導向器接納器狹槽1322中固定就位。這樣，按照各種偏移位置限定有切割導向器狹槽1326的多個不同切割導向器1320中的一個可結合到主體1302，以允許外科醫生在骨切割手術過程中選擇性地確定患者骨骼被去除的骨骼量。例如，如果外科醫生希望去除更多量的患者骨骼，則可使用這樣的切割導向器1320，該切割導向器1320所具有的切割導向器狹槽1326相對于中間的基準切割導向器1320偏移+2毫米。切割導向器1320可由與主體1302相同的材料形成或者由不同的材料形成。在一個具體實施例中，切割導向器1320由金屬材料(例如，不銹鋼)形成。主體1302的向骨表面1312包括負外形1328，所述負外形1328構成為可接納患者股骨的前側具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面1312的定制的患者專用負外形1328允許切割模塊1300按照獨特的預定位置和取向定位在患者的股骨上。如上所述，臂或突出部1304、1306從主體1300向后側延伸以在它們之間限定U形開口 1305。突出部1304可從主體延伸相同的距離或不同的距離。例如，如圖56所示，突出 部1304從王體1300延伸距尚1330，而關出部1306從王體1330延伸大于距尚1330的距尚1332。突出部1304、1306的每一個包括穿過其限定的各自的導向銷孔或通道1338、1340。導向銷孔1338、1340的直徑被設置為接納各自的導向銷以進一步將模塊1300固定到患者的股骨上。突出部1304、1306分別包括骨接觸或向骨表面1340、1342，并且分別包括與向骨表面1340、1342相對的外表面1344、1346。突出部1304的向骨表面1340包括負外形1348，所述負外形1348構成為可接納患者股骨的遠端側具有各自的對應外形的一部分。類似地，突出部1306的向骨表面1342包括負外形1350，所述負外形1350構成為可接納患者股骨的遠端側具有各自的對應外形的一部分。突出部1304、1306的唇緣1308、1310還分別包括骨接觸或向骨表面1352、1354，并且還分別包括與向骨表面1352、1354相對的外表面1356、1358。唇緣1308的向骨表面1352包括負外形1360，所述負外形1360構成為可接納患者股骨的后側具有各自的對應外形的一部分。相似地，唇緣1310的向骨表面1354包括負外形1362，所述負外形1362構成為可接納患者股骨的遠端側具有各自的對應外形的一部分。唇緣1308、1310的每個包括形成鋸緩解狹槽的外側狹槽1364，所述外側狹槽1364被構造用于為用于去除患者骨骼的一部分的骨鋸條提供余隙量。即，在整形外科手術的進行過程中，骨鋸條的遠端可被接納在狹 槽1364中。在一些實施例中，切割模塊1300的骨接觸表面1312、1340、1342、1352、1354的負外形1328、1344、1346、1356、1358可以或可以不與患者骨骼的對應外形表面匹配。即，如上所述，負外形1328、1344、1346、1356、1358可被按比例縮放或者說調整大小(例如，放大)以補償患者軟骨或軟骨的缺少。在使用中，股骨切割模塊1300被結合到患者股骨的遠端。同樣，因為切割模塊1300 的骨接觸表面 1328、1344、1346、1356、1358 包括負外形 1328、1344、1346、1356、1358，所以模塊1300可按照預計劃的獨特位置結合到患者的股骨。當這樣結合時，突出部1304、1306包裹在患者股骨的遠端周圍，突出部1304、1306的唇緣1308、1310包裹在患者股骨的后側周圍。另外，當模塊1300結合到患者的股骨時，股骨的前側的一部分被接納于主體1302的負外形1328中，患者股骨的遠端側的一部分被接納于突出部1304、1306的負外形1344、1346中，并且股骨的后側的一部分被接納于唇緣1308、1310的負外形1356、1358中。這樣，患者股骨的前表面、遠端表面和后表面被股骨切割模塊1300參照。現在參照圖58至圖60，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為股骨切割模塊1400。與上述切割模塊100相似，切割模塊1400構成為可結合到患者的股骨。切割模塊1400包括構成為可結合到患者股骨的前側的主體1402和從主體1402沿向后側方向延伸出的兩個臂或突出部1404、1406。突出部1404、1406構成為可包裹在股骨的遠端周圍，這將在以下更詳細地描述。突出部1404、1406的每個分別包括參照股骨的后髁的向內彎曲或者說向上延伸的唇緣1408、1410。與切割模塊1300相似，切割模塊1400可由任何合適的材料形成。例如，切割模塊1400可由例如塑性或樹脂材料的材料形成。在一個具體實施例中，切割模塊1400利用快速原型制造工藝由Veix)樹脂形成。但是，在其它實施例中，切割模塊1400可由其他材料形成。例如，在另一具體實施例中，切割模塊1400由例如Ultem樹脂的聚酰亞胺熱塑性樹脂形成,所述Ultem樹脂可從沙特阿拉伯Riyhadh的Saudi Basic Industries Corporation Innovative Plastics 公司商購獲得。主體1402包括骨接觸或向骨表面1412和與向骨表面1412相對的外表面1414。外表面1414包括穿過其限定的多個導向孔或通道1416。導向銷軸襯1418被接納于每個導向孔1416中。導向銷軸襯1418包括內部通道1420，所述內部通道1420的尺寸被設置為接納對應的導向銷以將模塊1400固定到患者的股骨上。如圖60所示，導向通道1416從外表面1414延伸至向骨表面1412，并且在向骨表面1412上被擴孔。S卩，通道1416在向骨表面1412上具有開口 1422，所述開口 1422的直徑大于外表面1414上的開口 1424的直徑。切割導向器1400包括固定到主體1402的切割導向器1430。在一個具體實施例中，切割導向器1430被包覆成型(overmold)到主體1402上。切割導向器1430包括切割導向器狹槽1432。切割導向器1430可由與主體1402相同的材料形成或者由不同的材料形成。在一個具體實施例中，切割導向器1430由金屬材料(例如，不銹鋼)形成。主體1402還包括穿過其限定的窗口或開口 1434。開口 1434允許外科醫生通過經開口 1434觀察股骨的部分來設想模塊1400在患者股骨上的定位。另外，開口 1434可降低在制造模塊1400的過程中產生的氣阱或其他瑕疵的量。在示例性實施例中，開口 1434從切割導向器1440延 伸至比導向銷軸襯1418的最高點1436更高的點。但是，在其它實施例中，切割模塊1400可包括形成在主體1402中的具有其他形狀和尺寸的窗口或開口。主體1402的向骨表面1412包括負外形1438，所述負外形1438構成為可接納患者股骨的前側具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面1412的定制的患者專用負外形1438允許切割模塊1400按照獨特的預定位置和取向定位在患者的股骨上。突出部1404、1406分別包括骨接觸或向骨表面1440、1442，并且分別包括與向骨表面1440、1442相對的外表面1444、1446。突出部1404的向骨表面1440包括負外形1448，所述負外形1448構成為可接納患者股骨的遠端側具有各自的對應外形的一部分。相似地，突出部1406的向骨表面1442包括負外形1450，所述負外形1450構成為可接納患者股骨的遠端側具有各自的對應外形的一部分。如上所述，臂或突出部1404、1406從主體1400向后側延伸以在它們之間限定U形開口 1405。突出部1404、1406可從主體1400延伸相同的距離或不同的距離。例如，如圖59所示,突出部1404從主體1400延伸距離1452，突出部1406從主體1400延伸大于距離1452的距離1454。突出部1404、1406的每個包括穿過其限定的各自的導向孔或通道1460。導向銷軸襯1462被接納于每個導向孔1460中。導向銷軸襯1462包括內部通道1464，所述內部通道1464的尺寸被設置為接納對應的導向銷以進一步將模塊1400固定到患者的股骨上。與導向通道1416相似，導向通道1460可在突出部1404、1406的向骨表面1440、1442上被擴孔。突出部1404、1406的唇緣1408、1410還分別包括骨接觸或向骨表面1472、1474，并且還分別包括與向骨表面1472、1474相對的外表面1476、1478。唇緣1408的向骨表面1472包括負外形1480，所述負外形1480構成為可接納患者股骨的后側具有各自的對應外形的一部分。相似地，唇緣1410的向骨表面1474包括負外形1482，所述負外形1482構成為可接納患者股骨的遠端側具有各自的對應外形的一部分。唇緣1408、1410的每個包括形成鋸緩解狹槽的外側狹槽1484，所述外側狹槽1484被構造用于為用于去除患者骨骼的一部分的骨鋸條提供余隙量。即，在進行整形外科手術的過程中，骨鋸條的遠端可被接納于狹槽1484中。在一些實施例中，切割模塊1400的骨接觸表面1412、1440、1442、1472、1472的負外形1438、1448、1450、1480、1482可以或可以不與患者骨骼的對應外形表面匹配。即，如上所述，負外形1438、1448、1450、1480、1482可被按比例縮放或者說調整大小(例如，放大)以補償患者軟骨或軟骨的缺少。在使用中，股骨切割模塊1400結合到患者股骨的遠端。同樣，因為切割模塊1400的骨接觸表面 1412、1440、1442、1472、1472 包括負外形 1438、1448、1450、1480、1482，所以模塊1400可按照預計劃的獨特位置結合到患者的股骨。當這樣結合時，突出部1404、1406包裹在患者股骨的遠端的周圍，并且突出部1404、1406的唇緣1408、1410包裹在患者股骨的后側的周圍。另外，當模塊1400結合到患者的股骨上時，股骨的前側的一部分被接納于主體1402的負外形1438中，患者股骨的遠端側 的一部分被接納于突出部1404、1406的負外形1448、1450中，并且股骨的后側的一部分被接納于唇緣1408、1410的負外形1480、1482中。這樣，患者股骨的前表面、遠端表面和后表面被股骨切割模塊1400參照。現在參照圖61至圖63，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為脛骨切割模塊1500。與上述切割模塊300類似，切割模塊1500構成為可結合到患者的脛骨。切割模塊1500包括構成為可結合到患者脛骨的前側的主體1502以及從主體1502沿向后側方向延伸出的兩個臂或突出部1504、1506。突出部1504、1506構成為可包裹在脛骨的近端周圍，這將在以下更詳細地討論。切割模塊1500可由任何合適的材料形成。例如，切割模塊1500可由例如塑性或樹脂材料的材料形成。在一個具體實施例中，切割模塊1500利用快速原型制造工藝由Vero樹脂形成。但是，在其它實施例中，切割模塊1500可由其他材料形成。例如，在另一具體實施例中，切割模塊1500由例如Ultem樹脂的聚酰亞胺熱塑性樹脂形成，所述Ultem樹脂可從沙特阿拉伯Riyhadh的Saudi Basic IndustriesCorporation Innovative Plastics 公司商購獲得。主體1502包括骨接觸或向骨表面1512以及與向骨表面1512相對的外表面1514。外表面1514包括凹入或凹陷區域1516，當將切割模塊1500結合到患者的脛骨上時，所述凹入或凹陷區域1516為外科醫生提供在何處對主體1502施加壓力的指示。另外，穿過主體1502限定多個導向銷孔或通道1518，所述多個導向銷孔或通道1518的直徑被設置為接納對應的導向銷以將模塊1500固定到患者的脛骨。在一些實施例中，導向銷孔1518中的一個或多個可以傾斜或者說相對于其余導向銷孔1518成一角度，以進一步將模塊1500固定到患者的骨骼上。主體1502包括模件切割導向器1520。即，主體1502包括接納有切割導向器1520的切割導向器接納器狹槽1522。閂鎖1524或其他鎖定裝置將切割導向器1520在切割導向器接納器狹槽1522中固定就位。這樣，按照各種偏移位置限定有切割導向器狹槽1526的多個不同切割導向器1520中的一個可結合到主體1502，以允許外科醫生在骨切割手術過程中選擇性地確定患者骨骼被去除的骨骼量。例如，如果外科醫生希望去除更多量的患者骨骼，則可使用這樣的切割導向器1520,該切割導向器1520所具有的切割導向器狹槽1526相對于中間的基準切割導向器1520偏移+2毫米。切割導向器1520可由與主體1502相同的材料形成或者由不同的材料形成。在一個具體實施例中，切割導向器1520由金屬材料(例如，不銹鋼)形成。主體1502的向骨表面1512包括負外形1528，所述負外形1528構成為可接納患者脛骨的前側具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面1512的定制的患者專用負外形1528允許切割模塊1500按照獨特的預定位置和取向定位在患者脛骨上。如上所述，臂或突出部1504、1506從主體1500向后側延伸以在它們之間限定U形開口 1505。突出部1504、1506可從主體延伸相同的距離或不同的距離。例如，如圖62所示，突出部1504從主體1500延伸距離1530，而突出部1506從主體1530延伸大于距離1530的距離1532。突出部1504、1506沿著前側-后側方向逐漸變細。S卩，在突出部1504、1506的前側端部處突出部1504、1506的厚度大于突出部1504、1506在各自的后側端部1507、1509處的厚度。突出部1504、1506的逐漸變細允許突出部1504、1506插入到患者股骨和脛骨之間限定的關節間隙內。突出部1504、1506分別包括骨接觸或向骨表面1540、1542，并且分別包括與向骨表面1540、1542相對的外表面1544、1546。突出部1504的向骨表面1540包括負外形1548，所述負外形1548構成為可接納患者脛骨的遠端側具有各自的對應外形的一部分。相似地，突出部1506的向骨表面1542包括負外形1550，所述負外形1550構成為可接納患者脛骨的 遠端側具有各自的對應外形的一部分。在一些實施例中，切割模塊1500的骨接觸表面1512、1540、1542的負外形1528、1548、1550可以或可以不與患者骨骼的對應外形表面匹配。也就是說，如上所述，負外形1528、1548、1550可被按比例縮放或者說被調整大小(例如，放大)以補償患者的軟骨或軟骨的缺少。在使用中，股骨切割模塊1500結合到患者股骨的遠端。同樣，因為切割模塊1500的骨接觸表面1512、1540、1542包括負外形1528、1548、1550，所以模塊1500可按照預計劃的獨特位置結合到患者的股骨。當這樣結合時，突出部1504、1506包裹在患者脛骨的近端周圍。另外，當模塊1500結合到患者的股骨上之后，脛骨的前側的一部分被接納在主體1502的負外形1528中，并且患者脛骨的近端側的一部分被接納在突出部1504、1506的負外形1548、1550中。這樣，患者脛骨的前表面和近端表面被脛骨切割模塊1500參照。現在參照圖64-66，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為股骨切割模塊1600。與上述切割模塊1500相似，切割模塊1600構成為可結合到患者的脛骨。切割模塊1600包括構成為可結合到患者脛骨的前側的主體1602以及從主體1602沿向后側方向延伸出的兩個臂或突出部1604、1606。突出部1604、1606構成為可包裹在脛骨的近端周圍，這將在下面更詳細地討論。與切割模塊1500相似，切割模塊1600可由任何合適的材料形成。例如，切割模塊1600可由塑性或樹脂材料形成。在一個具體實施例中，切割模塊1600通過快速原型制造工藝由Veix)樹脂形成。但是，在其它實施例中，切割模塊1600可由其他材料形成。例如，在另一具體實施例中，切割模塊1600由例如Ultem樹脂的聚酰亞胺熱塑性樹脂形成，所述Ultem樹脂可從沙特阿拉伯Riyhadh的Saudi BasicIndustries Corporation Innovative Plastics 公司商購獲得。主體1602包括骨接觸或向骨表面1612以及與向骨表面1612相對的外表面1614。外表面1614包括穿過其限定的多個導向孔或通道1616。導向銷軸襯1618被接納在每個導向孔1616中。導向銷軸襯1618包括內部通道1620，所述內部通道1620的尺寸被設置為接納對應的導向銷以將模塊1600固定到患者的脛骨上。如圖66所示，導向通道1616從外表面1614延伸至向骨表面1612,并且在向骨表面1612上被擴孔。S卩,通道1616在向骨表面1612上具有的開口 1622，所述開口 1622的直徑大于在外表面1614上的開口 1624的直徑。
切割導向器1600包括固定到主體1602的切割導向器1630。在一個具體實施例中，切割導向器1630被包覆成型到主體1602上。切割導向器1630包括切割導向器狹槽1632。切割導向器1630可由與主體1602相同的材料形成或者由不同的材料形成。在一個具體實施例中，切割導向器1630由金屬材料(例如，不銹鋼)形成。主體1602還包括窗口或開口 1634，所述窗口或開口 1634用于允許外科醫生通過經開口 1634觀察脛骨的部分來設想模塊1600在患者脛骨上的定位。在示例性實施例中，窗口 1634具體表現為限定在切割導向器1600的主體1602的上端表面1637上的凹口 1636。但是，在其它實施例中，切割模塊1600可包括形成在主體1602中的具有其他形狀和尺寸的窗口或開口。主體1602的向骨表面1612包括負外形1638，所述負外形1638構成為可接納患者脛骨的前側具有對應外形的部分以及患者脛骨的內側的一部分。即，選擇負外形1638以使得切割模塊1600構成為可在前-內側上結合到患者脛骨上。例如，如圖65所示，當切割模塊1600固定到患者脛骨上時，在模塊1600的主體1602的豎直延伸的二等分(bisecting)平面1641與患者脛骨的二等分弧矢(sagittal)平面1643之間限定角度1639。角度1639 的大小可基于(例如)患者的性別或年齡來選擇。在一個具體實施例中，所述角度在約10度至約30度的范圍內。在另一具體實施例中，所述角度為約20度。如上所述，骨接觸表面1612的定制的患者專用負外形1638允許切割模塊1600按照獨特的預定位置和取向定位到患者的脛骨上。突出部1604、1606分別包括骨接觸或向骨表面1640、1642，并且分別包括與向骨表面1640、1642相對的外表面1644、1646。突出部1604的向骨表面1640包括負外形1648，所述負外形1648構成為可接納患者脛骨的近端側具有各自的對應外形的一部分。相似地，突出部1606的向骨表面1642包括負外形1650，所述負外形1650構成為可接納患者脛骨的近端側具有各自的對應外形的一部分。如上所述，臂或突出部1604、1606從主體1600向后側延伸以在它們之間限定U形開口 1605。突出部1604、1606可從主體1600延伸相同的距離或不同的距離。例如，如圖65所示，突出部1604從主體1600延伸距離1652，突出部1606從主體1600延伸大于距離1652的距離1654。突出部1604、1606的每個包括穿過其限定的各自的細長開口或窗口1660。與上述窗口 1634相似，窗口允許外科醫生通過經開口 1634觀察脛骨近端的部分來設想模塊1600在患者脛骨上的定位。在一些實施例中，切割模塊1400的骨接觸表面1612、1640、1642、1672、1672的負外形1638、1648、1650、1680、1682可以或可以不與患者骨骼的對應外形表面匹配。也就是說，如上所述，負外形1638、1648、1650、1680、1682可被按比例縮放或者說調整大小(例如，放大)以補償患者的軟骨或軟骨的缺少。在使用中，股骨切割模塊1600結合到患者股骨的遠端。同樣，因為切割模塊1600的骨接觸表面 1612、1640、1642、1672、1672 包括負外形 1638、1648、1650、1680、1682，所以模塊1600可按照預計劃的獨特位置結合到患者的股骨。當這樣結合時，突出部1604、1606包裹在患者股骨的遠端周圍，并且突出部1604、1606的唇緣1608、1610包裹在患者股骨的后側周圍。另外，當模塊1600結合到患者的股骨時，股骨的前側的一部分被接納在主體1602的負外形1638中，并且患者脛骨的近端側的一部分被接納在突出部1604、1606的負外形 1648、1650 中。
現在參照圖67，在一個實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為鉆孔導向器械2050。鉆孔導向器械2050包括具有骨接觸或向骨表面2054和外表面2056的主體2052。骨接觸表面2054包括負外形2058，所述負外形2058構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，負外形2058允許鉆孔導向器械2050按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。示例性地，鉆孔導向器械2050構成為可用于患者的股骨，但是在其它實施例中，鉆孔導向器械2050可構成為可用于患者的其他骨骼，例如脛骨。鉆孔導向器械2050的主體2052包括多個鉆孔導向器2060、2062，每個鉆孔導向器具有穿過其限定的鉆孔導向通道2066。示例性地，鉆孔導向器2060和對應的鉆孔導向通道2066被定位于器械2050的主體2052上，以便于針對患者通用的遠端股骨切割模塊定位導向銷，同時鉆孔導向器2062和對應的鉆孔導向通道2066被定位在主體2052上，以便于針對患者通用的4合I股骨切割模塊定位導向銷。但是，在其它實施例中，鉆孔導向器械2050可具有定位于主體2052的其他位置上的更多或更少數量的鉆孔導向器。在使用中，如圖68所示，示例性鉆孔導向器械2050構成為可結合到患者的股骨 2070的遠端。同樣，因為鉆孔導向器械2050包括負外形58，所以鉆孔導向器械2050可按照預計劃的獨特位置結合到股骨2070上，以使得鉆孔導向器2060、2062相對于股骨2070定位在所需位置。這樣，因為已基于負外形2058預先限定了鉆孔導向器械2050的定位，所以整形外科醫生可將鉆孔導向器械2050結合到股骨2070，而不需要估計正確的位置。在鉆孔導向器械2050結合到股骨2070的遠端之后，整形外科醫生可利用鉆孔導向器2060、2062在股骨2070中鉆多個孔或通道2068。在股骨2070中鉆成通道2068之后，多個導向銷2072可插入或旋到通道2068中。鉆孔導向器械2050可在導向銷2072的插入過程中被保持在位，或者可在導向銷2072的插入之前被移除。導向銷2072插入到股骨2070中，使得每個銷2072的一部分從股骨2070向外延伸。在導向銷2072插入到股骨2070中之后，可利用導向銷2072將多個患者通用或標準的骨切割模塊結合到股骨2070。例如，如圖69所示，患者通用的遠端切割模塊2074和患者通用的4合I股骨切割模塊2076可結合到股骨2070。模塊2074、2076的每個包括導向銷通道2075，所述導向銷通道2075構成為可接納對應的導向銷從股骨2070向外延伸出的部分。另外，模塊2074、2076的每個包括一個或多個切割導向器。例如，模塊2074包括捕獲式切割導向器2078。模塊2076包括一對成角度的捕獲式切割導向器2080、2082。此外，模塊2076包括一對限定模塊2076的端部的非捕獲式切割導向器2084、2086。在使用中，切割導向器2078、2080、2082、2084、2086的每個可用于對骨鋸條或其他切割裝置進行導向。為此，骨鋸條可插入到捕獲式導向器2078、2080、2082中或者可與非捕獲式導向器2084、2086鄰接，以便于股骨2070的切割。應當理解，因為導向銷2072的位置由于鉆孔導向器械2050的構造而是預定的，所以利用患者通用的切割模塊2074、2076進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。現在參照圖70和圖71，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為一對骨切割模塊2102、2104。骨切割模塊2102是股骨切割模塊并且構成為可結合到患者的股骨2106。骨切割模塊2104是脛骨切割模塊并且構成為可結合到患者的脛骨2108。骨切割模塊2102包括骨接觸或向骨表面2110，所述骨接觸或向骨表面2110具有與股骨2106的外形的一部分匹配的負外形(未示出)。相似地，骨切割模塊2104包括骨接觸或向骨表面2112，所述骨接觸或向骨表面2112具有與脛骨2108的外形的一部分相匹配的負外形(未示出)。如上所述，模塊2102、2104的負外形允許患者專用的切割模塊2102、2104按照獨特的預定位置和取向定位在患者的對應骨骼上。股骨切割模塊2102包括一對銷導向器2114。在使用中，銷導向器2114被用作用于在股骨2106中建立導向銷孔的鉆孔導向器。切割模塊2102還包括切割導向器2116。不例性地，切割導向器2116是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中，可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。相似地，胚骨切割模塊104包括一對銷導向器2118和切割導向器2120。如上所述，切割導向器2116、2120用于對骨鋸條或其他切割裝置進行導向。在一些實施例中，骨切割模塊2102的骨接觸表面2110還可包括拇指或壓凹陷部2111，所述拇指或壓凹陷部2111位于模塊2102上以與患者骨骼2106的窩對應。在使用中，拇指凹陷部2111可被外科醫生使用以將切割模塊2102正確地安放在患者的骨骼2106上。在使用中，切割模塊2102、2104構成為可分別結合到患者的股骨2106和脛骨 2108。同樣，因為模塊2102、2104的每個包括各自的負外形，所以模塊2102、2104可按照預計劃的獨特位置結合到對應的骨骼2106、2108，以使得銷導向器2114、2118和切割導向器2116、2120相對于對應的骨骼2106、2108定位在所需位置。在模塊2102、2104結合到對應的骨骼2106、2108上之后，整形外科醫生可利用銷導向器2114、2118作為鉆孔導向器在骨骼2106、2108中鉆導向銷孔。然后，導向銷2122可插入到每個銷導向器2114、2118中，以將對應的患者專用的切割模塊2102、2104固定到對應的骨骼2106、2108上。在切割模塊2102、2104固定到患者的股骨2106和脛骨2108上之后，整形外科醫生可利用切割導向器2116、2120，使用骨鋸或其他切割裝置來切除股骨2106和脛骨2108。為此，外科醫生可將骨鋸的骨鋸條插入到切割導向器2116、2120中。應當理解，因為切割導向器2116、2120的位置由于對應的骨切割模塊2102、2104的構造而是預定的，所以利用患者專用的切割模塊2102、2104進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟 24)。在某些情況下，整形外科醫生可能確定在利用患者專用的切割模塊2102、2104進行第一次切除之后，必須將額外的骨骼從股骨和/或脛骨上去除。在這種情況下，整形外科醫生可使用一對患者通用再切模塊2132、2134。患者通用再切模塊2132、2134可利用導向銷2122分別結合到患者的股骨2106和脛骨2108上。即，銷導向器2114、2118在對應的患者專用的切割模塊2102、2104上的位置被選擇為使得導向銷2122 —旦插入患者骨骼中就可與患者通用或標準的再切模塊一起使用。這樣，不需要用于再切模塊2132、2134的新導向銷。再切模塊2132、2134的每個包括構成為可接納導向銷2122的一組導向銷孔2136。示例性地，每組導向銷孔2136包括中間導向銷孔2138、+2毫米導向銷孔2140以及-2毫米導向銷孔2142。但是，在其它實施例中可使用對應于其他切除量的導向銷孔。另外，如圖71所示，導向銷孔2136包括可用于調節切除切割角度的成對的孔。再切模塊2132、2134的每個還包括捕獲式切割導向器2144、2146。但是，在其它實施例中，除了導向器2144、2146之外或者作為導向器2144、2146的替代，再切模塊2132、2134可包括非捕獲式或開放式切割導向器。現在參照圖72，在一個實施例中，患者通用的再切器械2150包括基部2152和可移動地結合到基部2152的切割模塊2154。基部2152包括基本平面的骨接觸或向骨表面2156以及外表面2158。把手2160從外表面2158向外延伸，以便于器械2150的定位。骨接觸表面2156構成為可接觸患者骨骼2164的切除表面2162，如圖72所示。切割模塊2154通過固定裝置2168 (例如，螺栓、指旋螺釘或能夠將模塊2154可拆卸地結合到基部2152的其他固定裝置)被固定到基部2152的端部2166。切割模塊2154包括捕獲式切割導向器2172，但是在一些實施例中還可包括非捕獲式切割導向器2174。在這種實施例中，非捕獲式切割導向器2174可限定切割模塊2154的端側。切割導向器2174可被限定在切割模塊2154中，使得可切除任意量的骨骼。例如，在一個示例性實施例中，切割導向器2174被限定在切割模塊2154中，使得在骨骼2164的每次切除過程中，去除兩毫米的骨骼。在其它實施例中，切割模塊2154可構成為可去除不同量的骨骼。另外，因為切割模塊2154可從基部2152移除，所以具有構成為可便于去除各種量的骨骼的切割導向器的切割模塊可選擇性地結合到基部2152。這樣，選擇的構成為可在切除過程中去除各種量的骨骼的切割模塊可與單個基部2152 —起使用。 現在參照圖73至圖76，在另一實施例中，患者通用的再切器械或模塊2200包括平面骨接觸或向骨表面2202、下側外表面2204和上側外表面2206。骨接觸表面2202構成為可接觸患者骨骼2212的切除表面2216，如圖75和76所示。示例性地，再切模塊2200構成為可用于患者的股骨，但是在其它實施例中，再切模塊2200可構成為可用于患者的脛骨或其他骨骼。示例性再切器械2200具有大致“L”形，但是在其它實施例中可具有其他形狀，以構成為可結合到經切除的骨骼的端部。再切器械2200包括限定在上側外表面2206中的捕獲式切割導向器2208，但是在其它實施例中還可包括非捕獲式切割導向器2209。在這種實施例中，非捕獲式切割導向器2209可限定再切模塊2200的端側。切割導向器2208可被限定在再切模塊2200中，以使得可切除任意量的骨骼。例如，在一個示例性實施例中，切割導向器2208被限定在再切模塊2200中，以使得在骨骼2164的每次切除過程中去除兩毫米的骨骼。在其它實施例中，再切模塊2200可構成為可去除其他量的骨骼。如圖74所示，再切器械2200還包括多個導向銷孔2210。導向銷孔2210被限定在器械2200的下側外表面2204中，使得器械2200可在中間位置或成角度位置結合到患者的骨骼2212。S卩，如圖75和76所示，再切模塊2200構成為可利用導向銷2220結合到患者的骨骼2212，導向銷2220利用定制的患者專用整形外科手術器械(例如，上面關于圖70和71描述的骨切割模塊2102、2104之一)固定到患者的骨骼2212上。在利用針對患者定制的整形外科手術器械對骨骼進行初始切割之后，可利用導向銷2220將再切器械2200結合到骨骼2212上。如上所述，再切模塊2200可按照中間取向結合到骨骼2212以便于直線切割，或者可按照成角度的取向結合到骨骼2212以便于成角度的切割。例如，如果需要成角度的切割，則再切器械2200可結合到骨骼2212，使得導向銷2220被接納在相對于彼此偏移的導向銷孔2222、2224(見圖74)中。這樣，切割導向器2208相對于患者的骨骼2212按照成角度的位置取向。在一些實施例中，如圖76所示，切割導向器2208可以成一角度地限定在再切器械中，以為骨切割提供附加的角度。在使用中，可為整形外科醫生提供多種再切模塊2200，每種切割模塊構成為可去除不同量的骨骼和/或按照各種角度切割骨骼。例如，如上面關于算法10的操作步驟30、32描述的，可將再切模塊2200與定制的患者專用整形外科手術器械一起裝運給整形外科醫生。、
現在參照圖77至圖80，在一個實施例中，可與各種定制的患者專用整形外科手術器械一起使用的整形外科手術工具具體表現為骨鋸工具2300。骨鋸工具2300包括骨鋸2302和骨鋸條2304。骨鋸2300包括殼體2306，殼體2306具有骨鋸夾頭2308，骨鋸夾頭2308構成為可接納位于殼體2306的一端的骨鋸條2304。把手2316從殼體2306向下延伸。用戶可通過將骨鋸條2304插入到夾頭2308中并且操作夾頭2308以將骨鋸條2304固定到骨鋸2302，來將骨鋸條2304結合到骨鋸2302。在使用中，示例性的骨鋸條夾頭2308使鋸條2304按照切割運動來移動。例如，在一些實施例中，骨鋸條夾頭2308使骨鋸條2304沿著切割弧2309擺動。但是，在其它實施例中，根據具體應用和使用的骨鋸的類型，骨鋸條2304可在任意方向上沿著任意切割路徑擺動或者說移動。骨鋸2302還包括結合到輪轂2306的底部的導向器2310。導向器2310構成為可具有一個或多個孔的主體，所述一個或多個孔用于接納被結合到患者骨骼2314上的一個或多個導向銷2312。在本文所述的示例性實施例中，導向器2310具體表現為其中限定有用于接納導向銷2312的狹槽的細長主體。導向銷2312可利用定制的患者專用整形外科手術器械(例如，上面關于圖67至圖69示出和描述的鉆孔導向器械2050)結合到骨骼2314。 這樣，導向銷2312由于定制的患者專用整形外科手術器械而按照預定的位置結合到骨骼2314，使得利用骨鋸2302進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。如上所述，導向器2310構成為可接納導向銷2312。導向器2310是細長的，并且相對于導向銷2312正交取向，使得銷2312可被接納于導向器2310中。在使用中，骨鋸2302可相對于患者骨骼2314沿著內側-外側方向移動，直到導向銷2312中的一個接觸到導向器2312的內側壁為止。在其它實施例中，導向器2310可通過利用其他裝置固定到骨鋸2302。例如，如圖78所示，在一些實施例中，骨鋸2302的殼體2306可包括軸2320。在這種實施例中，導向器2310可通過夾具2322固定到軸2320。在一些實施例中，導向器2310可以可拆卸地結合到軸2320例如，夾具2322可包括例如螺栓2324的固定裝置，所述固定裝置可被移除以將導向器2310從骨鋸2302釋放或移除。如圖78和圖79所示，在使用中，導向銷2312被接納于導向器2310中。在一些實施例中，導向器2310可構成為可相對于骨鋸2302旋轉或轉動。即，導向器2310可通過旋轉柱2326結合到夾具2322。這樣，在使用過程中，骨鋸2302可沿著內側-外側方向移動并相對于導向銷2310旋轉。在一些實施例中，導向銷2312從骨骼2312延伸的距離2333可變化。例如，在一些實施例中，導向銷2312可從骨骼2314延伸較短的距離。在這種實施例中，骨鋸2302的導向器2310可構成為可相對于骨鋸2302向內和向外移動，以適應各種長度的導向銷2312。例如，如圖80所示，導向器2310可結合到基部336，基部336通過桿2330結合到夾具2322。桿2330延伸通過位于導向器2310的基部和夾具2324之間的彈簧2332。彈簧2332使桿2330相對于夾具2324沿著伸長位置偏置。但是，如果導向銷2312從骨骼2314延伸較短的距離2333，則在使用過程中，導向銷2310可被壓迫抵住骨骼2314的一側，引起彈簧2332的壓縮。響應于彈簧的壓縮，導向器2310相對于骨鋸2302向內縮回。在一些實施例中，導向器2310可通過旋轉柱2326結合到基部2336。在這種實施例中，導向器2310構成為可相對于骨鋸2302旋轉或轉動。現在參照圖81，在一個實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊3100。切割模塊3100構成為可結合到患者的骨骼，例如股骨或脛骨。切割模塊3100包括具有骨接觸或向骨表面3104以及外表面3106的主體3102。骨接觸表面3104包括負外形3108，所述負外形3108構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面3104的負外形3108允許切割模塊3100按照獨特的預定位置和取向定位在*患者的骨骼上。切割模塊3100還包括多個銷引導器3110。在使用中，銷引導器3110被用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼中建立導向銷孔以將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。然后，切割模塊3100可通過導向銷結合并固定到患者的骨骼上。切割模塊3100還包括第一切割導向器3112、第二切割導向器3114和第三切割導向器3116。切割導向器3112、3114、3116的每個彼此隔開預定距離。例如，在一個具體實施例中，切割導向器3112、3114、3116的每個隔開約兩毫米的距離，但是在其它實施例中可彼此隔開不同的距離。在一些實施例中，第二切割導向器3114被實現為中間或零偏移切割導向器。S卩，因為切割導向器3114的位置由于切割模塊3100的構造而是預定的，所以利用患者專用的切割模塊3100進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。這樣，切割導向器3112與切割導向器3114隔開，并且相對于切割導向器3114，切割導向器3112可用于去除更多量的患者骨骼(例如，多兩毫米)。相似地，切割導向器3116與切割導向器3114隔開,并且相對于切割導向器3114,切割導向器3114可用于去除更少量的患者骨骼(例如，少兩毫米)。在使用中，如圖82所示，切割模塊100構成為可結合到患者的骨骼3120，例如股骨或脛骨。同樣，因為切割模塊3100的骨接觸表面3104包括負外形3108，所以模塊3100可按照預計劃的獨特位置結合到骨骼3120。切割模塊3100可通過利用被接納于銷導向器3110和骨骼3120中的多個導向銷(未示出)固定到骨骼3120。在一些實施例中，切割模塊100可包括機械對準線或指示器3122和/或解剖對準線或指示器3124。在切割模塊3100固定到患者的骨骼3120上之后，整形外科醫生可進行骨切除。如上所述，外科醫生可利用切割導向器3114來切除預計劃的量的骨骼。即，利用切割導向器3114進行的骨切割對應于在制造切割模塊3100的過程中確定的切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。但是，整形外科醫生可根據患者的骨解剖結構和/或軟組織復雜度的分析進行術中決策，以相對于所述預計劃的量(即，如果外科醫生使用切割導向器3114去除的量)去除更多或更少的患者骨骼。例如，整形外科醫生可利用切割導向器3112來去除更多的患者骨骼或利用切割導向器3116來去除更少的患者骨骼。這樣，應當理解，切割模塊3100為整形外科醫生提供一定程度的術中調節性。現在參照圖83，在一些實施例中，切割模塊3100可包括覆蓋切割導向器114的脫離突出部3122和覆蓋切割導向器3116的脫離突出部3124。在一些實施例中，脫離突出部3122、3124可由透明材料形成。當使用每個切割導向器3114、3116時，整形外科醫生可通過*透過透明的脫離突出部3122、3124查看來估計將去除的骨骼量。在使用中，如果外科醫生決定使用切割導向器3114、3116之一，則外科醫生可移除對應的脫離突出部3122、3124，并利用對應的切割導向器3114、3116來切除患者的骨骼3120。
現在參照圖84至圖86，在一個實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊3150。切割模塊3150構成為可結合到患者的骨骼，例如股骨或脛骨。切割模塊3150包括具有骨接觸或向骨表面3154以及外表面3156的主體3152。骨接觸表面3154包括負外形3158，所述負外形3158構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面3154的負外形3158允許切割模塊3150按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。在一些實施例中，切割模塊3150還可包括前側切除線或指示器3180和/或后側切除線3182。切割模塊3150還包括多個銷導向器3160。在使用中，銷導向器3160用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼中建立導向銷孔以將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。然后，切割模塊3150可通過導向銷結合并固定到患者的骨骼上。切割模塊3150還包括限定在主體3152的外表面3156中的孔3162。孔3162構成為可接納多個切割導向器插件3164、3166、3168中的一個。示例性的孔3162為矩形形狀，但是在其它實施例中，孔3162可具有其他形狀以構成為可接納插件3164、3166、3168。切割
導向器插件3164、3166、3168被相似地構造，以被孔3162接納。這樣，示例性的插件3164、3166,3168具體表現為矩形塊，但是在其它實施例中可具有其他構型。插件3164、3166、3168的每個分別包括穿過其限定的切割導向器3174、3176、3178。切割導向器3174、3176、3178相對于彼此被限定在插件3164、3166、3168的每個中的不同位置。例如，如圖84所示，切割導向器插件3164的切割導向器3174相對于插件3164處于中間、中心或非偏移位置。但是，切割導向器插件3166的切割導向器3176相對于切割導向器插件3166的中心偏移。另外，切割導向器插件3168的切割導向器3178相對于切割導向器插件3168的中心偏移比插件3166的切割導向器3176更多的量。切割導向器3176、3178可偏移任意量。在一個具體實施例中，切割導向器3176相對于切割導向器插件3166的中心偏移約兩毫米，而切割導向器3178相對于切割導向器插件3168的中心偏移約四毫米。另外，在其它實施例中，可使用具有多種偏移的切割導向器的任意數量的切割導向器插件。在使用中，切割模塊3150構成為可結合到患者的骨骼3170，例如股骨或脛骨。同樣，因為切割模塊3150的骨接觸表面3154包括負外形3158，所以模塊3150可按照預計劃的獨特位置結合到骨骼3170。切割模塊3150可通過利用被接納于銷導向器3160和骨骼3170中的多個導向銷(未示出)固定到骨骼3170上。切割導向器插件3164、3166、3168中的任何一個可插入到切割模塊3150的孔3162中。例如，具有非偏移的切割導向器3174的切割導向器插件3164可插入到孔3162中，以切除預計劃的量的骨骼。即，利用切割導向器3164進行的骨切割對應于在制造切割模塊3150的過程中確定的切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。但是，整形外科醫生可基于對患者的骨解剖結構和/或軟組織復雜度的分析來進行術中決策，以相對于所述預計劃的量(即，如果外科醫生使用切割導向器插件3164去除的量)去除更多或更少的患者骨骼。例如，整形外科醫生可利用切割導向器插件3166來去除更多(或更少)的患者骨骼，或者利用切割導向器插件3168去除更加多(或更加少)的患者骨骼。具有偏移的切割導向器3176、3178的每個切割導向器插件3166、3168可按照兩種構型之一插入到孔3162中，使得切割導向器插件3166、3168構成為可相對于非偏移的切割導向器插件3164去除更多或更少的患者骨骼3170。例如，如圖85所示，切割導向器插件3168可按照第一取向插入到孔3162中，使得利用切割模塊3150進行的任何骨切除將相對于非偏移的切割導向器插件3164去除更多的骨骼(例如，多去除約四毫米)。或者，如圖86所示，在一些實施例中，切割導向器插件3168可從孔3162中移除并按照第二取向再次插入，使得利用切割模塊進行的任何骨切除將相對于非偏移的切割導向器插件3164去除更少的骨骼(例如，少去除約四毫米)。這樣，應當理解，切割模塊3150為整形外科醫生提供一定程度的術中調節性。在一些實施例中，可為整形外科醫生提供切割模塊3150以及對各種切割導向器插件的選擇，以提供寬的調節范圍。
現在參照圖87，在一個實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊3200。切割模塊3200構成為可結合到患者的骨骼，例如股骨或脛骨。切割模塊3200包括具有骨接觸或向骨表面3204以及外表面3206的主體3202。骨接觸表面3204包括負外形(未示出)，所述負外形構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面3204的負外形允許切割模塊3200按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。切割模塊3200還包括多個銷導向器3210。在使用中，銷導向器3210用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼中建立導向銷孔以將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。然后，切割模塊3200可通過導向銷結合并固定到患者的骨骼上。切割模塊3200還包括限定在主體3202的外表面3206中的孔3212。可調節切割導向器3214被設置于孔3212中。可調節切割導向器3214通過機械聯動裝置3218被可操作地結合到指輪、撥號盤(dial)或其他定位裝置3216。在一些實施例中，切割模塊3200可包括標記3220，所述標記3220朝著孔3212的一側布置并構成為可提供可調節切割導向器3214的位置的視覺指示。在使用中，切割模塊3200構成為可結合到患者的骨骼3230，例如股骨或脛骨。同樣，因為切割模塊3200的骨接觸表面3204包括負外形，所以模塊3200可按照預計劃的獨特位置結合到骨骼3230上。切割模塊3200可通過利用被接納于銷導向器3210和骨骼3230中的多個導向銷(未示出)固定到骨骼3230。在切割模塊3200固定到患者的骨骼3230上之后，整形外科醫生可切除骨骼3230。切除量可由外科醫生在術中通過指輪3216調節。也就是說，整形外科醫生可通過操作指輪3216來調節可調節切割導向器3214在孔3212中的位置(如方向箭頭3222所指示的)。例如，外科醫生可調節切割導向器3214以去除更多或更少的患者骨骼3230。外科醫生可基于標記3220監控切割導向器3214的位置。現在參照圖88，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊3250。切割模塊3250構成為可結合到患者的骨骼，例如股骨或脛骨。切割模塊3250包括具有骨接觸或向骨表面3254和外表面3256的主體3252。骨接觸表面3254包括負外形3258，所述負外形3258構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面3254的負外形3258允許切割模塊3250按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。切割模塊3250還包括多個銷導向器3260。在使用中，銷導向器3260用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼中建立導向銷孔以將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。然后，切割模塊3250可通過導向銷結合并固定到患者的骨骼上。切割模塊3250還包括切割導向器3262。示例性地，切割導向器3262是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。切割模塊3250還包括被限定在主體3252的端壁中的一對螺紋孔3264。一對螺紋螺栓3266被接納在孔3264中。螺紋螺栓3266均包括把手3268，所述把手可用于調節對應的螺栓3266相對于切割模塊3250的主體3252的位置。也就是說，每個螺栓3266可獨立地旋入模塊3250中或從模塊3250中旋出。螺紋孔3264延伸通過模塊，使得當螺栓3266旋入主體3252中足夠長時，與把手268相對的螺栓3266的端部可接觸到患者的骨骼3270。在使用中，切割模塊3250構成為可結合到患者的骨骼3270，例如股骨或脛骨。同樣，因為切割模塊3250的骨接觸表面3254包括負外形3258，所以模塊3250可按照預計劃的獨特位置結合到骨骼3270。切割模塊3250可通過利用被接納于銷導向器3260和骨骼3270中的多個導向銷(未示出)固定到骨骼3270上。在切割模塊3250固定到患者的骨骼3270上之后，整形外科醫生可基于對患者的骨解剖結構和/或軟組織復雜度的分析進行 術中決策，以調節切割模塊3250相對于骨骼3270的位置。為此，外科醫生可操作一個或兩個螺紋螺栓3266，以使模塊靠近于或遠離于骨骼3270的端部移動和/或改變模塊3250相對于骨骼3270的角度。也就是說，整形外科醫生可分別將兩個螺栓3266旋入或旋出，以使模塊3250靠近于或遠離于骨骼3270移動。另外或者作為另一種選擇，整形外科醫生可僅將一個螺栓3266旋入或旋出，以改變切割模塊3250相對于患者骨骼3270的外翻/內翻角度。這樣，應當理解，切割模塊3250為整形外科醫生提供一定程度的術中調節性。還應當理解，在一些實施例中，除了螺栓3266之外，還可使用調節的其他方法，以為外科醫生提供更多的術中調節性。現在參照圖89，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊3300。切割模塊3300構成為可結合到患者的股骨3314，以在患者的脛骨3316上進行切除。切割模塊3300包括具有骨接觸或向骨表面3304和外表面3306的主體3302。骨接觸表面3304包括負外形3308，所述負外形3308構成為可接納患者股骨3314的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面3304的負外形3308允許切割模塊3300按照獨特的預定位置和取向定位在患者的股骨3314上。切割模塊3300還包括多個銷導向器3310。在使用中，銷導向器3310被用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼中建立導向銷孔以將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。然后，切割模塊3300可通過導向銷結合并固定到患者的骨骼上。切割模塊3300包括向下延伸到脛骨3316上方的延伸的遠端壁3320。在延伸的遠端壁3320中限定脛骨切割導向器3312。示例性地，脛骨切割導向器3312是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。在使用中，切割模塊3300構成為可結合到患者的股骨3314上，以在患者的膝部屈曲的同時對患者的脛骨3316進行切割。同樣，因為切割模塊3300的骨接觸表面3304包括負外形3308，所以模塊3300可按照預計劃的獨特位置結合到股骨3314。切割模塊3300可通過使用被接納于銷導向器310和股骨314中的多個導向銷(未示出)固定到股骨3314。因為切割模塊3300被固定到股骨3314，所以可提高在進行脛骨切割時的模塊3300的穩定性。現在參照圖90至圖92，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械3400包括一對槳3402、3404。槳3402、3404基本相同并且包括細長軸3406和骨板3408。細長軸3406可操作地結合到輪轂3410。把手3412也固定到輪轂3410以便于定位整形外科手術器械3400。在一些實施例中，輪轂3410包括機械聯動裝置，所述機械聯動裝置用于根據需要獨立地或聯合地使每個槳3402、3404朝著彼此或遠離于彼此移動。例如，輪轂3410可包括用于調節槳3402、3404的位置的拇指撥號盤。在另一個實施例中，輪轂3410包括設置于槳3202、3204之間的偏置構件，例如彈簧。在這種實施例中，偏置構件使槳3202、3204彼此遠離地偏置。骨板408的每個包 括兩個彎曲的臂3414、3416，所述壁3414、3416朝著彼此向內包裹以形成基本“U”形。每個臂3414、3416包括髁凹陷部3420，所述髁凹陷部3420構成為可接納患者的股骨或脛骨的髁的一部分。另外，整形外科手術器械的每個槳3402、3404包括通過托架3424固定到對應的骨板408上的切割導向器3422。切割導向器3422通過樞轉鉸鏈3426可樞轉地結合到托架3424。每個切割導向器3422相對于對應的骨板3408可獨立地或聯合地調節。即，每個切割導向器3422可相對于對應的托架3424樞轉到多個位置中的一個位置。在一些實施例中，如圖91所示，調節工具3430可用于同時定位每個切割導向器3422。調節工具3430包括細長把手3434和從把手3434向外延伸的兩個導向條3432。導向條3432被設置尺寸并相對于彼此定位，使得每個導向條3432被接納在對應的切割導向器3422的導向狹槽中。在調節工具3430被如此定位之后，工具3430可用于通過使工具3430向上或向下移動來同時調節兩個切割導向器3422。在一些實施例中，整形外科手術器械3400可以是患者通用的。但是，在其它實施例中，整形外科手術器械3400可針對具體患者進行定制。在這種實施例中，整形外科手術器械3400可基于髁凹陷部3416在骨板3408上的定位以及切割導向器3422的定位(例如，通過托架3424的高度)來針對具體患者進行定制。在使用中，如圖92所示，整形外科手術器械3400構成為可插入到患者的股骨3440和脛骨3442之間。患者的股骨3440和脛骨3442的髁被接納在對應的骨板3408的髁凹陷部3416中。在器械3400被插入到骨骼3440、3442之間之后，槳3402、3404可被調節。例如，槳3402、3404可根據患者關節以及周圍軟組織的需要朝著彼此或遠離于彼此移動。在槳3402、3404被定位在所需位置之后，可對切割導向器3422的每個進行定位。為此，整形外科醫生可獨立地定位每個切割導向器3422。或者，整形外科醫生可利用調節工具3430來同時定位每個切割導向器3422。應當理解，近端切割導向器3422可被整形外科醫生用來進行股骨切除，遠端切割導向器3422可被外科醫生用來進行脛骨切除。這樣，整形外科手術工具3400為外科醫生提供一定程度的調節性。現在參照圖93，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械3500包括股骨切割模塊3502和脛骨平臺3504。股骨切割模塊3502包括骨接觸或向骨表面3506和外表面3508。骨接觸表面3506包括負外形3510，所述負外形3510構成為可接納患者股骨3530的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面3506的負外形3510允許切割模塊3502按照獨特的預定位置和取向定位在患者的股骨3530上。股骨切割模塊3502還包括多個銷導向器3512。在使用中，銷導向器3512被用作鉆孔導向器，用于在患者的股骨3530中建立導向銷孔以將多個導向銷(未示出)固定到股骨3530上。然后，切割模塊3502可通過導向銷結合并固定到患者的股骨3530上。切割模塊3502還包括切割導向器3514。示例性地，切割導向器3514是由模塊3502的上壁表面限定的非捕獲式或開放式切割導向器。但是，在其它實施例中，切割導向器3514可實現為封閉式切割導向器。脛骨平臺3504包括骨接觸或向骨表面3516以及上表面3518。在一些實施例中，與切割模塊3502的骨接觸表面3506相似，骨接觸表面3516包括負外形(未示出)，所述負外形構成為可接納患者脛骨3532的具有對應外形的部分。在這種實施例中，如上所述，骨接觸表面3516的負外形允許脛骨平臺3504按照獨特的預定位置和取向定位在患者的脛骨3532上。但是，在其它實施例中，骨接觸表面3516可以基本上是平面，并且構成為可定位在經切除的具有平坦的頂部表面的脛骨3532上。脛骨平臺3504通過桿3520連接到股骨切割模塊3502。如圖93所示，桿3520從平臺3504和切割模塊3502延伸出，以為整形外科醫生在患者的膝關節周圍提供額外空間。現在參照圖94和95，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體 表現為5合I切割模塊3550。切割模塊3550構成為可結合到患者的骨骼，例如股骨或脛骨。切割模塊3550包括大致L形的主體3552，所述主體3552具有前側板3590和遠側板3592。板3590、3590 二者具有骨接觸或向骨表面3554和外表面3556。骨接觸表面3554包括多個平坦底部或平坦表面3558以及負外形3560，負外形3560構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面3554的負外形3560允許切割模塊3550按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。就前側板3590而言，平坦表面3558之一沿著遠離前側板3590的最近側邊緣3594的方向向遠側延伸，并過渡到前側負外形3560，所述前側負外形3560從平坦表面3558向遠側延伸。前側負外形3560又過渡到另一平坦表面3558，所述平坦表面3558從前側負外形3560向遠端朝著遠端3592延伸。就遠側板3592而言，平坦表面3558之一沿著遠離前側板3590的方向向后側延伸并過渡到遠端負外形3560，所述遠端負外形3560從平坦表面3558向后側延伸。遠端負外形3560又過渡到另一平坦表面3558，所述平坦表面3558從遠端負外形3560向后側朝著遠側板3592的最后側邊緣3596延伸。切割模塊3550還包括多個銷導向器3562。在使用中，銷導向器3562被用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼中建立導向銷孔以將多個導向銷3564固定到骨骼上。然后，切割模塊3550可通過導向銷3564結合并固定到患者的骨骼上。切割模塊3550還包括五個捕獲式切割導向器3566、3568、3570、3572、3574。示例性切割導向器3566是遠端切割導向器,切割導向器3568是前側切割導向器,切割導向器3574是后側切割導向器。切割導向器3570、3572是成角度的切割導向器。應當理解，切割導向器3566、3568、3570、3572、3574允許整形外科醫生用同一切割模塊3550進行多達五種的不同骨切割。在使用中，切割模塊3550構成為可結合到患者的骨骼3550，例如股骨或脛骨。同樣，因為切割模塊3550的骨接觸表面3554包括負外形3560，所以模塊3550可按照預計劃的獨特位置結合到骨骼3580。切割模塊3550可通過利用被接納在銷導向器3562和骨骼3580中的多個導向銷3564固定到骨骼3580。如圖94所示，在切割模塊3550固定到患者的骨骼3580上之后，整形外科醫生可利用模塊3550，使用切割導向器3566、3568、3570、3572、3574中的一個或多個來對骨骼3580進行多種切除中的任一種。另外，切割模塊3550可用于對患者骨骼進行多種再切。例如，如圖95所示，在初始切除手術之后，整形外科醫生可確定必須從患者的骨骼3580上去除額外的骨骼。這樣的話，外科醫生可將切割模塊3550再次固定到患者的經切除的骨骼3580上。在這種構型下，骨接觸表面3554的平坦底部表面3558接觸或面對患者骨骼的經切除的平坦的表面。這樣，即使模塊3550包括限定在骨接觸表面3554中的負外形3560，平坦的底部表面3558仍允許切割模塊3550在經切除的骨骼3580上保持穩定。應當理解，如上所述，切割模塊3550可用于進行任意次數的切除切割。這樣，切割模塊3550為整形外科醫生提供一定程度的術中調節性。在其它實施例中，可利用其他方法實現定制的患者專用整形外科手術器械的定位和切割面的調節性。例如，在一些實施例中，在上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24至30中設計和制造一個以上的定制的患者專用整形外科手術器械。即，并非單個患者專用的整形外科手術器械，而是可以設計、制造兩個或更多個患者專用的器械并將其裝運給整 形外科醫生。每個器械可構成為可生成不同的切割面。例如，可使用一個器械來進行比標準器械多兩毫米或少兩毫米的切除。按照這種方式，整形外科醫生可在術前或在術中基于對患者關節和/或軟組織復雜度的術中分析來決定使用哪個具體器械。另外，在一些整形外科手術過程中，外科醫生可去除后交叉韌帶(PCL)。在這種實施例中，患者關節的屈曲間隙可增大。這樣，可制造定制的患者專用整形外科器械以針對增大的屈曲間隙進行調節。例如，可制造構成為可去除額外量的骨骼的切割模塊。另外，在一些實施例中，每個整形外科植入物的股骨凸耳被定位于所有不同尺寸的植入物上的相同位置。這樣，可對整形外科植入物進行尺寸的縮小或調節，而不需要額外的鉆孔、導向銷附件等。現在參照圖96，在一個實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊4100。切割模塊4100構成為可結合到患者的骨骼，例如股骨或脛骨。切割模塊4100包括具有骨接觸或向骨表面4104和外表面4106的主體4102。骨接觸表面4104包括負外形4108，所述負外形4108構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面4104的負外形4108允許切割模塊4100按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。切割模塊4100還包括多個銷導向器4110。在使用中，銷導向器4110被用作鉆孔導向器，用于在患者的骨骼中建立導向銷孔以將多個導向銷(未示出)固定到骨骼上。然后，切割模塊4100可通過導向銷結合到患者的骨骼上。切割模塊4100還包括切割導向器4112。不例性地,切割導向器4112具體表現為捕獲式切割導向器,但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。應當理解，因為切割導向器4112的位置由于切割模塊4100的構造而是預定的，所以利用患者專用的切割模塊4100進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。現在參照圖97，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械4150包括切割模塊4152和腿部夾具4154。切割模塊4152被示例性地構造為結合到患者的脛骨，但是在其它實施例中可構成為可結合到患者的另一骨骼，例如股骨。切割模塊4152針對具體患者進行定制，并且與上面關于圖96描述的切割模塊4100相似，切割模塊4152包括具有負外形(未示出)的骨接觸或向骨表面4153，所述負外形構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面4153的負外形允許切割模塊4150按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。示例性切割模塊4152包括非捕獲式切割導向器4158。即，切割模塊4152的頂部表面4156被用作切割導向器并且被對準，以使得利用切割模塊4152建立的切割面對應于上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24中確定的切割面。另外，示例性的切割模塊4152被定位，以使得模塊4152在患者骨骼的內側周 圍延伸的距離大于模塊4152在患者骨骼的外側周圍延伸的距離。但是，在其它實施例中，模塊4152可按照不同的方式對準。切割模塊4152可以或可以不固定到患者的骨骼。例如，在一個實施例中，與上面關于圖96描述的切割模塊4100相似，切割模塊4152通過多個導向銷固定到患者的骨骼上。切割模塊4152通過延伸到患者腿部的切口部位4162之外的桿4160結合到腿部夾具4154。桿4160構成為可使得夾具4154可被固定到患者的腿部。夾具4154可由任何合適的材料制成，并且在一個具體實施例中，夾具4154是一次性的。例如，夾具4154可由塑性材料形成并通過利用固定裝置(例如，鉤環裝置)固定到患者的腿部。另外，在一些實施例中，夾具4154是可調節的，以貼合多種不同的腿部尺寸。但是，在其它實施例中，夾具4154可以是患者專用的并且被設計為貼合具體患者的腿部。在使用中，定制的患者專用整形外科手術器械4150的切割模塊4152插入到切口部位4162中，并且在一些實施例中通過多個導向銷固定到患者的骨骼。夾具4154通過使用固定裝置(例如，鉤環裝置)固定到患者的腿部。應當理解，因為切割模塊4152通過夾具4154固定到患者的腿部，所以可增加模塊4152的穩定性。現在參照圖98，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械4200包括切割模塊4202和支架4204。與上面關于圖97描述的切割模塊4150相似，切割模塊4202被示例性地構造為結合到患者的脛骨4206，但是在其它實施例中可構成為可結合到患者的另一骨骼，例如股骨4208。切割模塊4202針對具體患者進行定制，并且與上面關于圖96描述的切割模塊4100相似，切割模塊4202包括具有負外形(未示出)的骨接觸或向骨表面4210，所述負外形構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面4210的負外形允許切割模塊4202按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。與上述切割模塊4100相似，示例性的切割模塊4200包括非捕獲式切割導向器4212。S卩，切割模塊4202的頂部表面被用作切割導向器并且被對準，以使得利用切割模塊4202建立的切割面對應于上面關于I描述的算法10的操作步驟24中確定的切割面。切割模塊4202包括多個銷導向器4214,所述多個銷導向器4214有利于通過多個導向銷將切割模塊4202結合到脛骨4206上。器械4200的支架4204包括臂4216，所述臂4216從切割模塊4202延伸到患者腿部的切口部位4222之外。支架4204還包括結合到臂4216的骨支承件4218。骨支承件4218包括兩個向內延伸的凸緣4220。骨支承件4218構成為可接納或者說被患者脛骨4206的頂點支承，以為切割模塊4202提供一定的穩定性。這樣，臂4216可從切割模塊4202延伸任何合適的距離，以使得骨支承件4218被定位成與脛骨頂點接合。現在參照圖99，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械4250包括切割模塊4252和支架4254。與上面關于圖98描述的切割模塊4200相似，切割模塊4252被示例性地構造為結合到患者的脛骨，但是在其它實施例中可構成為可結合到患者的另一骨骼，例如股骨。切割模塊4252針對具體患者定制，并且與上面關于圖96描述的切割模塊4100相似，切割模塊4252包括具有負外形(未示出)的骨接觸或向骨表面4256，所述負外形構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面的負外形允許切割模塊4252按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。與上述切割模塊100相似，示例性的切割模塊4250包括非捕獲式切割導向器4258。即，切割模塊4250的頂部表面被用作切割導向器并且被對準，以使得利用切割模塊4252建立的切割面對應于上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24中確定的切割面。切割模塊4252還包括多個銷導向器4260,所述多個銷導向器4260有利于通過多個導向銷將切割模塊4202結合到脛骨。 器械4250的支架4254包括臂4262，所述臂4262從切割模塊4252延伸到患者腿部的切口部位4268之外。支架4254還包括結合到臂4216的平坦凸緣4264。凸緣4264被定位成基本平行于患者的脛骨并且包括穿過其限定的多個孔4266。凸緣4264通過被接納在孔4266中的多個經皮的(percutaneous)銷或螺釘4270固定到患者的胚骨。應當理解，因為凸緣4264被固定到患者的骨骼上，所以可增加切割模塊4252的穩定性。現在參照圖100，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械4300包括患者專用的切割模塊4302和對準桿4304。切割模塊4302構成為可結合到患者的骨骼，例如患者的脛骨或股骨。與上述切割模塊4152、4202、4252相似，切割模塊4302針對具體患者進行定制，并包括具有負外形(未示出)的骨接觸或向骨表面4306，所述負外形構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面4306的負外形允許切割模塊4302按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。在一些實施例中，切割模塊4302可包括捕獲式切割導向器。另外或者作為另一種選擇，切割模塊4302可包括非捕獲式切割導向器。切割模塊4302可以或可以不構成為可固定到患者的骨骼上。例如，在一些實施例中，切割模塊可包括多個銷導向器，所述多個銷導向器有利于通過多個導向銷(未示出)將切割模塊4302固定到患者的骨骼上。切割模塊4302通過延伸到切口部位4308之外的水平條4310結合到對準桿4304。在示例性實施例中，水平條4310與對準桿4304成一整體。對準桿4304包括上桿4312和下桿4314，其中下桿4314的直徑小于上桿4312的直徑。在示例性實施例中，下桿4314是伸縮式套疊桿并且構成為可縮回上桿4312中和從上桿4312延伸出，使得對準桿4314的總長度是可調節的。在其它實施例中，上桿4312可以是伸縮式套疊桿并構成為可縮回下桿4314中和從下桿4314延伸出。在示例性實施例中，下桿4314相對于上桿4312的位置可通過利用固定裝置4316而被固定。固定裝置4316可具體表現為能夠將下桿4314相對于上桿4312固定在固定位置的指旋螺釘或其他固定裝置。對準桿4304還包括踝支架4318，所述踝支架4318構成為可固定到患者的踝部。踝支架從下桿4314沿著基本垂直的取向延伸，并包括后帶或夾具4320。后帶4320構成為可將患者的踝部固定到踝支架4318。在一些實施例中，后帶4320可從踝支架4318上拆除，以允許患者的踝部被接納于其中。在使用中，切割模塊302可通過導向銷結合到患者的骨骼。下桿4314可從上桿4312延伸或縮回到上桿4312中，以將對準桿4304的總長度調節到患者腿部的長度。在調節了對準桿之后，可將踝支架4318固定到患者的踝部。應當理解，在使用中，對準桿4304可以以患者踝部的中心為目標進行定位，以使切割模塊4302相應地對準。現在參照圖101，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械4350包括患者專用的切割模塊4352和對準裝置4354。切割模塊4352構成為可結合到患者的骨骼，例如患者的脛骨或股骨。與上述切割模塊4152、4202、4252相似，切割模塊4352針對具體患者進行定制，并且包括具有負外形(未示出)的骨接觸或向骨表面4356，所述負外形構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面4356的負外形允許切割模塊4352按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼上。在一些實施例中，切割模塊4352可包括捕獲式切割導向器。另外或者作為另一種選擇，切割模塊4352可包括非捕獲式切割導向器。切割模塊4352可以或可以不構成為可固定到患者的骨骼上。例如，在一些實施例中，切割模塊可包括多個銷導向器，所述多個銷導向器有利于通過多個導向銷(未示出)將切割模塊4352固定到患者的骨骼上。
如圖101所示，器械4350包括結合到切割模塊4352并延伸到切口部位4360之外的延伸桿4358。示例性地，延伸桿4358基本是直的。對準裝置4354被固定到延伸桿4358的端部4366。對準裝置4354包括通過繩索4364結合到端部4366的拉緊器4362 (例如，砝碼)。在其它實施例中，整形外科醫生可對繩索4364施加向下的力，而代替拉緊器4362。在使用中，切割模塊4352可通過導向銷結合到患者的骨骼。這樣，繩索4364和拉緊器4362相對于患者腿部的位置可用于相應地對準切割模塊4352。一旦這樣對準,如果需要，可從切割模塊4352移除繩索4364和拉緊器4362。現在參照圖102和圖103，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊4400。切割模塊4400構成為可結合到患者的骨骼4410上。示例性地，切割模塊4400是脛骨切割模塊，但是在其它實施例中可構成為可用于其它骨骼，例如股骨。切割模塊4400包括骨接觸或向骨表面4402和外表面4404。骨接觸表面4402包括負外形4406(見圖103)，所述負外形4406構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面4402的負外形4406允許切割模塊4400按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼4410上。切割模塊4400包括切割導向器4412。示例性地，切割導向器4412是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。應當理解，因為切割導向器4412的位置由于切割模塊4400的構造而是預定的，所以利用患者專用的切割模塊4400的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。切割模塊4400還包括多個銷導向器4414。銷導向器4414相對于模塊400的外表面404成角度。銷導向器4414的位置和角度針對具體患者進行定制，使得當切割模塊結合到患者的骨骼4410時，多個導向銷416可插入銷導向器4414中。當這樣定位時，每個導向銷4416的一部分從骨接觸表面4402延伸出來。導向銷4416被定位成使得導向銷接觸骨骼4410的表面。例如，在一個具體實施例中，銷導向器4414被構造成使得當銷4416插入導向器4414中時，患者的骨骼4410楔入導向銷4416之間。應當理解，利用導向銷4416和患者骨骼之間的接觸可增加切割模塊4400的穩定性。在一些實施例中，切割模塊4400還可包括有利于將切割模塊4400結合到患者骨骼4410的其他銷導向器(未示出)。即，如上所述，多個導向銷可插入到額外的導向器中，以將切割模塊4400固定到脛骨4410。另外，在一些實施例中，切割模塊4400可包括從其向下延伸的對準桿4410。在使用中，整形外科醫生可利用對準桿4410來參照切割模塊4400相對于患者骨骼4410的取向。例如，對準桿4410可用于參照切割模塊4400的前側/后側角度。現在參照圖104，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊4450。切割模塊4450構成為可結合到患者的骨骼4464。示例性地，切割模塊4450是脛骨切割模塊，但是在其它實施例中，切割模塊4450可構成為可用于其它骨骼，例如股骨。切割模塊4450包括骨接觸或向骨表面4452和外表面454。骨接觸表面4452包括負外形4456，所述負外形4456構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面4452的負外形4456允許切割模塊4450按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼4464上。 切割模塊450包括切割導向器4452。示例性地，切割導向器4452是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。應當理解，因為切割導向器4452的位置由于切割模塊4450的構造而是預定的，所以利用患者專用的切割模塊4450進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。在一些實施例中，切割模塊4450還可包括多個銷導向器(未示出)。如上所述，銷導向器可用于方便通過利用多個對應的導向銷(未示出)將切割模塊4450結合到患者的骨骼464上。切割模塊4450還包括從骨接觸表面4456延伸出的柱4460。柱4460構成為可被接納于形成在患者的骨骼4464中的孔4462中。可通過利用整形外科鉆等在患者的脛骨或骨骼4464中限定孔4462。孔4462的位置可針對具體患者進行定制。另外，孔4462的位置可相對于正被切除的骨骼的具體類型而標準化。在形成孔4462之后，多個各種整形外科器械可使用孔4462作為通用導向器或導向點。例如，在使用中，示例性切割模塊4450構成為可結合到患者的脛骨4464，使得柱4456被接納在孔4462中。在一些實施例中，如上所述，切割模塊4450還可通過多個導向銷固定到骨骼4464。然后，可對患者的骨骼4464進行切除。應當理解，當柱4460被接納在孔4462中時，可增加切割模塊4450的穩定性。現在參照圖105和圖106，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為脛骨切割模塊4500。脛骨切割模塊4500構成為可結合到患者的脛骨4502。脛骨切割模塊4500包括具有結節(tubercle)接納夾具4506的主體4504。夾具4506包括從主體4504向下延伸的兩個臂4508。切割模塊4500還包括限定在主體4504的與夾具4506相對的端部處的凸緣4510。切割模塊4500還包括捕獲式切割導向器4512。切割導向器4512從主體4504的一側延伸。示例性地，切割導向器4512是彎曲的，以使得導向器4512包裹在脛骨4502的一部分的周圍。夾具4506患者專用的骨解剖結構進行定制，以使得切割導向器4512相對于脛骨4502的位置是預定的。應當理解，因為切割導向器4512的位置是預定的，所以利用患者專用的切割模塊4500進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。在一些實施例中，切割模塊4500還可包括多個銷導向器(未示出)。如上所述，銷導向器可用于方便通過利用多個對應的導向銷(未示出)將切割模塊4500結合到患者的骨骼4502。在使用中，如圖106所示，通過將切割模塊4500撞擊到骨骼4502上來將切割模塊4500固定到患者的脛骨4502上，以使得患者脛骨4502的脛骨結節4514被接納在夾具4506中。為此，整形外科錘或其他撞擊裝置可用于將一定量的向下的力施加到模塊4500的凸緣4510上。切割模塊4500通過夾具4506固定到患者的骨骼4502上。現在參照圖107和圖108，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為脛骨切割模塊4550。脛骨切割模塊4550構成為可結合到患者的脛骨4502。脛骨切割模塊4550包括具有骨接觸或向骨表面4556和外表面4558的主體4554。骨接觸表面4556包括負外形4560，所述負外形4560構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面4556的負外形4560允許切割模塊4550按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼4502上。切割模塊4550包括切割導向器4562。示例性地，切割導向器4562是捕獲式切割 導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。應當理解，因為切割導向器4562的位置由于切割模塊4550的構造而是預定的，所以利用患者專用的切割模塊4550進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。在一些實施例中，切割模塊4550還可包括多個銷導向器(未示出)。如上所述，銷導向器可用于方便通過使用多個對應的導向銷(未示出)將切割模塊4550結合到患者的骨骼4502。切割模塊4550還包括從切割模塊4550的主體4564的上側4566延伸的一對突出部4564。突出部4564隔開以在它們之間限定開放區域4568。另外，當沿著內側/外側平面看時，突出部4564是彎曲的。在使用中，切割模塊4550結合到患者的脛骨4502，使得當患者的膝部屈曲時，突出部4564被接納于脛骨4502和患者股骨4570的后髁之間。在這種位置，突出部4564通過股骨4570和脛骨4502之間的關節力而被固定到位。應當理解，通過將突出部4564固定在股骨4570和脛骨4502之間，可提高切割模塊4550的穩定性。另夕卜，在一些實施例中，切割模塊4550可通過利用導向銷固定到脛骨4502，以獲得進一步的穩定性。現在參照圖109和圖110，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊4600。切割模塊4600構成為可結合到患者的骨骼4602。例如，切割模塊4600可構成為可結合到患者的脛骨、股骨或其他骨骼。切割模塊4600包括向骨表面4604和外表面4606。示例性的切割模塊4600包括非捕獲式切割導向器4608，但是在其它實施例中可包括捕獲式切割導向器。非捕獲式切割導向器4608由切割模塊4600的側表面4610限定。在使用中，整形外科醫生可利用表面4610作為骨鋸等的切割刀片的導向器。切割模塊4600還包括多個導向銷4612。導向銷4612從模塊4600的向骨表面4604延伸。每個導向銷4612從向骨表面4604延伸特定長度。每個導向銷4612的長度基于患者的具體骨解剖結構來確定。即，導向銷4612的長度被選擇為使得切割模塊4600是患者專用的。另外，導向銷4612的長度允許切割模塊4600相對于骨骼4602按照預定的位置和取向定位。在使用中，如圖110所示，切割模塊4600結合到患者的骨骼4602。同樣，導向銷4612被設計為其長度使得每個銷4612的端部4614接觸骨骼4602的表面。在一些實施例中，可在切割模塊4600和患者的骨骼4602之間設置一定量的成形貼合的(form-fitting)硬化材料4616，以進一步穩定切割模塊4600。材料4616可具體表現為構成為可在建立期之后硬化的任何類型的成形貼合材料，例如，牙科石膏。在一些實施例中，材料4616被設置于可成形的(formable)容器,例如袋子等中。現在參照圖111和圖112，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械4650包括切割模塊4652和結合到模塊4652的夾具4654。切割模塊4652構成為可結合到患者的骨骼4656，例如脛骨或股骨。切割模塊4652包括骨接觸或向骨表面4658和外表面4660(見圖112)。骨接觸表面4658包括負外形4662，所述負外形4662構成為可接納患者骨骼4656的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面4658的負外形4662允許切割模塊4652按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼4656上。切割模塊4652還包括切割導向器4664。示例性地，切割導向器4664是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。應當理解，因為切割導向器4664的位置由于切割模塊4652的構造而是預定的，所以利用患者專用的切割模 塊4652進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。夾具4654包括被接納于螺桿4668上的基部4666。夾具4654的基部4666通過螺桿4668結合到切割模塊4652。在與模塊4652相對的端部處,把手4670被固定到螺桿4668。夾具4654還包括結合到基部4666 —對鉤或臂4672。鉤4672構成為可相對于基部4666樞轉。在使用中，切割模塊4652構成為可結合到患者的骨骼656。切割模塊4652通過夾具4654固定到骨骼4656上。為此，如圖112所示，鉤4672被設置在骨骼4656的周圍。然后，把手4670可被操作(即，沿著適當的方向扭轉)以使得夾具4654的基部4666遠離于切割模塊4652移動。隨著夾具4654的基部4666遠離于模塊4652移動，鉤4672接觸骨骼4656。這樣，按照上述方式，可通過夾緊夾具4654將切割模塊4652固定到骨骼4656。雖然被描述為被設置在骨骼4656的周圍，但是夾具4654可構成為可設置在患者腿部的外部周圍。即，在一些實施例中，夾具4654的鉤4672可設置在患者腿部的皮膚周圍。在這種實施例中，當夾具4654夾緊時，鉤4672與患者的皮膚接合。在其它實施例中，鉤4672可具有多種不同的構造中的任何一種。例如，如圖113所示,每個鉤4672可包括限定在鉤4672的端部4676處的柱4674。每個柱4674包括穿過其限定的螺紋孔4675。螺紋銷4678被接納在每個螺紋孔4675中。每個螺紋銷4678包括構成為可在使用過程中接觸患者的骨骼4656或皮膚的尖端4679。螺紋銷4678相對于鉤4672的位置可通過將銷4678旋入或旋出螺紋孔4675來調節。這樣，根據實施例，鉤4672可被設置在患者的骨骼4656或皮膚周圍，并且銷4678可旋入到一定位置以使得銷4678與骨骼4656或皮膚接合，以將夾具4654固定到患者的腿部。參照圖114，在另一實施例中，夾具4654的每個鉤4672包括聯接臂4680和樞轉鉤4682。聯接臂4680結合到基部4666并且構成為可相對于基部4666樞轉。鉤4682通過鉸鏈4683結合到對應的聯接臂4680。鉤4682構成為可相對于對應的聯接臂4680樞轉。在一些實施例中，樞轉鉤4682可包括固定到鉤4682的頂端并延伸到鉤4682的基部的偏置構件4684。在一些實施例中，偏置構件4684可由金屬材料形成。當夾具4654結合到患者的骨骼4656或腿部時，偏置構件4684構成為可彎曲或者說變形，以減小夾具4654傷害患者的骨骼4656或皮膚組織的可能性參照圖115，在一些實施例中，夾具4654可具體表現為環形夾具4690。環形夾具4690構成為可設置在患者的骨骼4656周圍。環形夾具4690包括多個柱4692，穿過每個柱4692限定有螺紋孔4693。螺紋銷4694被接納在每個螺紋孔4693中，并且包括尖端4695。銷4694的尖端4695構成為可當環形夾具4690結合到骨骼4656時接觸患者的骨骼4656。螺紋銷694相對于環形夾具4690的位置可通過將銷4694旋入或旋出螺紋孔4693來調節。在使用中，環形夾具4690構成為可設置在患者的骨骼4656周圍，并通過螺紋銷4694固定到骨骼4656。為此，螺紋銷4694可旋入對應的柱4692中，直到每個銷以足夠的力接觸患者的骨骼4656為止，以將環形夾具4690固定到患者的骨骼4656上。在一個具體實施例中，環形夾具4690構成為可使得骨骼4656的質心位于環形夾具4690的中心處或其附近。即，定制的患者專用整形外科手術器械4650被設計為使得當環形夾具4690按照使骨骼4656的質心處于環形夾具4690的中心處或其附近的定位方式結合到骨骼4656時，切割模塊4652構成為可定位在如上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24、26中確定的所需位置上。骨骼的質心可通過(例如)分析在算法10的操作步驟12中生成的醫學圖像來確定。現在參照圖116，在一些實施例中，在上面關于圖I描述的算法10的操作步驟12中生成醫學圖像的過程中，腿部支架4700可結合到患者的腿部4706。腿部支架4700包括內側支承桿4702和外側支承桿4704。在一些實施例中，桿4702、4704的形狀可針對具體患者進行定制。即，桿4702、4704可成形為使得桿4702、4704限定負外形，所述負外形構成為可接納患者腿部4706的對應外形。但是，在其它實施例中，支承桿4702、4704可以通用地成形，使得腿部支架4700可用于多個不同的患者。腿部支架4700包括踝夾具4708和股夾具4710。踝夾具4708構成為可固定在患者腿部4706的踝部區域周圍，股夾具4710構成為可固定在患者腿部4706的大腿區域周圍。在一些實施例中，夾具4708、4710是可調節的，以匹配不同患者的解剖結構。夾具4708、4710可由塑性或織物材料形成。在使用中，腿部支架4700可固定到患者的腿部4706，以在生成醫學圖像的過程中(例如，在進行計算機斷層攝影術(CT)掃描的過程中)穩定患者的腿部。通過穩定患者的腿部，可使通過成像處理產生的醫學圖像更加準確。現在參照圖117，在一些實施例中，在操作步驟12中生成醫學圖像之前，可將多個記號5050固定到患者的相關骨骼5100。記號5050可具體表現為在術前步驟中可固定到患者的骨骼5100的銷、釘或其他裝置。可通過與導向銷相似地使用整形外科鉆，通過使用合適的粘合劑(例如，骨粘固劑)，或者通過使用其他方式來將記號5050固定到骨骼5100。當這樣固定時，每個記號5050的一部分從骨骼5100向外延伸。或者，在其它實施例中，記號5050可構成為可與骨骼5100的表面齊平或基本齊平。記號5050可由在醫學圖像中可見的任何材料(例如，金屬材料)形成。記號5050被固定到骨骼5100的將結合定制的患者專用整形外科手術器械的一般區域。例如，在一個實施例中，記號5050標識出患者骨骼5100的特定標志性特征。另外，記號5050可按照任何構型固定到骨骼5100，并且可具體表現為任何數量的獨立記號。在一些實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械的負外形將包括被設計用于接納每個記號5050的凹陷部。在記號5050與骨骼5100的表面基本齊平的實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可包括任意數量的窗口等，以視覺上將器械與齊平的記號5050對準。這樣，記號5050可使得更容易將患者專用的外科手術器械定位到患者的骨骼5100，尤其是在基本平坦的區域中。在操作步驟32中外科醫生進行了整形外科手術之后，可將記號5050從患者的骨骼移除。或者，在一些實施例中，在生成醫學圖像之后移除標記5050。現在參照圖118，在一些實施例中，整形外科醫生可標記或者說標示定制的患者專用整形外科手術器械相對于骨骼5100的一般期望位置。例如，整形外科醫生可在操作步驟12中所生成的醫學圖像中突顯或者說限定所需區域的標記5102。整形外科醫生可利用合適的軟件應用程序，或者通過在隨后發 送給供應商的醫學圖像的硬拷貝上手繪，來生成這種標示或突顯。整形外科醫生所選擇的骨骼5100上的標記5102的具體形狀、尺寸和位置可基于任何標準來確定。例如，在一些實施例中，標記5102的位置可基于整形外科醫生的偏好、將使用的整形外科假體的類型和/或尺寸、將進行的具體整形外科手術和/或整形外科醫生所選擇的任何其他標準來確定。現在參照圖119，在一個實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為股骨切割模塊5150。股骨切割模塊5150構成為可結合到患者的股骨5152。股骨切割模塊5150包括骨接觸或向骨表面5154和外表面5156。骨接觸表面5154包括負外形(未示出)，所述負外形構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面5154的負外形允許股骨切割模塊5150按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼5152上。股骨切割模塊5150還包括多個銷導向器5158。在使用中，銷導向器5158被用作鉆孔導向器，用于在股骨5152中建立導向銷孔以將多個導向銷5160固定到骨骼5152上。切割模塊5150還包括切割導向器5162。示例性地，切割導向器5162是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。應當理解，因為切割導向器5162的位置由于股骨切割模塊5150的構造而是預定的，所以利用患者專用的股骨切割模塊5150進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。在使用中，股骨切割模塊5150構成為可結合到患者的股骨5152。同樣，因為股骨切割模塊5150的骨接觸表面5154包括負外形，所以模塊5150可按照預計劃的獨特位置結合到股骨5152。具體地說，股骨切割模塊5150被設計和構造為結合到患者的股骨5152，使得一個或多個導向銷5160被接納在股骨5152的對應窩中。例如，如圖119所示，股骨切割模塊5150構成為可使得導向銷5160中的一個將通過股骨5152的窩5164插入到股骨5152中。通過將導向銷5160插入到股骨5152的窩5164中，可提高股骨切割模塊5150在股骨5152上的穩定性。例如，在一個具體實施例中，股骨切割模塊5150被設計為使得導向銷5160基本垂直于股骨5152的限定窩5164的表面。在一些實施例中，股骨切割模塊5150可被設計為使得任意數量的導向銷5160被接納在股骨5152的對應的一個或多個窩中，以進一步提供模塊5150的穩定性。可在上面關于圖I描述的算法10的操作步驟26中，在生成模塊5150的模型的過程中，如上所述設計股骨切割模塊5150。為此，可使用合適的軟件算法來確定患者的相關骨骼的窩的位置并設計切割模塊5150，使得模塊5150的導向銷5160被接納在一個或多個窩5164 中。現在參照圖120，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為脛骨切割模塊5200。脛骨切割模塊5200構成為可結合到患者的脛骨5202。與股骨切割模塊5150相似，脛骨切割模塊5200包括骨接觸或向骨表面5204和外表面5206。骨接觸表面5204包括負外形(未示出)，所述負外形構成為可接納患者骨骼的具有對應外形的部分。如上所述，骨接觸表面5204的負外形允許脛骨切割模塊5200按照獨特的預定位置和取向定位在患者的骨骼5202上。脛骨切割模塊5200還包括多個銷導向器5208。在使用中，銷導向器5208被用作鉆孔導向器，用于在脛骨5202中建立導向銷孔以將多個導向銷5210固定到骨骼5202上。切割模塊5200還包括切割導向器5212。示例性地，切割導向器5212是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式或開放式切割導向器。同樣，應當理解，因為切割導向器5212的位置由于脛骨切割模塊5200的構造而是預定的，所以利用患者專用的脛骨切 割模塊5200進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟24)。在使用中，脛骨切割模塊5200構成為可結合到患者的脛骨5202。同樣，因為脛骨切割模塊5200的骨接觸表面5204包括負外形，所以模塊5200可按照預計劃的獨特位置結合到脛骨5202。具體地說，與股骨切割模塊5150相似，脛骨切割模塊5200被設計為結合到患者的脛骨5202，以使得一個或多個導向銷5210被接納在脛骨5202的對應窩中。例如，如圖5所示，脛骨切割模塊5200構成為可使得導向銷5210將通過脛骨5202的內髁和外髁5214插入到脛骨5202中。通過將導向銷5210固定到脛骨5202的髁5214中，可提高脛骨切割模塊5200在股骨5202上的穩定性。例如，在一個具體實施例中，脛骨切割模塊5200被設計為使得導向銷5210基本垂直于脛骨5202的限定髁5214的表面。在一些實施例中，脛骨切割模塊5200可被設計為使得任意數量的導向銷5200被接納在脛骨5202的對應的一個或多個窩或髁中，以進一步提供模塊5150的穩定性。同樣，與股骨切割模塊5150相似，在上面關于圖I描述的算法10的操作步驟26中，在生成模塊5200的模型的過程中，可如上述設計脛骨切割模塊5200。為此，可使用合適的軟件算法來確定患者的相關骨骼的窩的位置并設計切割模塊，以使得模塊的導向銷被接納在一個或多個窩中。現在參照圖121至圖123，在另一實施例中，定制的患者專用整形外科手術器械可具體表現為切割模塊5250。示例性地，切割模塊5250具體表現為股骨切割模塊，但是在其它實施例中可實現為用于其它骨骼(例如，脛骨)的切割模塊。切割模塊5250包括具有向骨表面5254和外表面5256的主體5252。在模塊5250的主體5252中限定多個導向銷孔5258。導向銷5260被接納在每個導向銷孔5258中并構成為可穿過對應的孔5258滑動，以使得導向銷5260能夠相對于主體5252獨立地滑動和定位在多個位置中的任意一個。也就是說，如圖122所示，每個導向銷5260可被定位成使得導向銷的一部分從向骨表面5254向下延伸和/或從外表面5256向上延伸。切割模塊5250還包括切割導向器5264。示例性地，切割導向器5264是捕獲式切割導向器，但是在其它實施例中可實現為非捕獲式切割導向器。同樣，應當理解，因為切割導向器5264的位置由于切割模塊5250的構造而是預定的，所以利用患者專用的切割模塊5250進行的任何骨切割對應于預定的骨切割面(見上面關于圖I描述的算法10的操作步驟 24)。另外，切割模塊5250包括固定裝置5262，所述固定裝置5262可操作以將每個導向銷5260相對于切割模塊5250單獨地鎖定在特定位置。也就是說，導向銷5260可相對于切割模塊5250被鎖定在單獨的位置，使得每個導向銷5260從向骨表面5254向下延伸選擇性的相等或不等的距離。這樣，導向銷5260可被定位成使得導向銷5260的骨接觸端形成選擇性的外形。例如，如圖122所示，導向銷5260可通過固定裝置5262被定位并隨后被鎖定到位，使得導向銷5260的骨接觸端5266形成與患者骨骼5268的一部分的外形對應的負外形。在這種位置下，每個導向銷的一部分可從向骨表面5254和/或上表面5256延伸。固定裝置5262可利用機械和/或磁器件來將導向銷5260鎖定在所需位置。在使用中，整形外科醫生可選擇性地對導向銷5260進行定位，以形成與患者骨骼5268的一部分匹配的負外形，使得切割模塊5250可按照獨特的預定位置和取向被定位于患者骨骼5268上。為此，外科醫生可使用如圖123所示的編程裝置5270。編程裝置5270 包括殼體5272，所述殼體5272具有構成為可接納切割模塊5250的孔5274。孔5274由底壁5276和多個側壁5278限定。底壁5276中限定有的多個孔5280，所述多個孔5280被定位成使得模塊5250的每個導向銷5260被接納在編程裝置5270的對應孔5280中。編程裝置5270包括位于每個孔5280中的推桿5298或其他調節裝置。推桿5298被構造并可操作以通過將導向銷5260相對于模塊5250推到所需位置來選擇性地定位對應的導向銷5260。編程裝置5270還包括結合件5282，所述結合件5282構成為可當模塊5250被設置于孔5274中時與模塊5250的固定裝置5262接合。結合件5282被構造用于操作固定裝置5262以將導向銷5260鎖定到所需位置。在一個實施例中，編程裝置5270包括處理器5284、存儲裝置5286、輸入端口 5288以及一個或多個致動器或電機5290。處理器5284可具體表現為任一種類型的處理器，包括(例如)離散處理電路(例如，邏輯器件的集合)、通用集成電路和/或專用集成電路(即，ASIC)。存儲裝置5286可具體表現為任何一種類型的存儲裝置并可包括一個或多個存儲器類型，例如，隨機存取存儲器(即，RAM)和/或只讀存儲器(即，ROM)。輸入端口 5288可具體表現為任一種類型的輸入端口，所述輸入端口構成為可接納便攜式媒體裝置(未示出)，例如，致密盤、數字視頻盤、通用串行總線(USB)裝置或其他便攜式媒體裝置。這樣，輸入端口 5288可具體表現為能夠與便攜式媒體裝置通信并在便攜式媒體裝置上存儲數據的任一種類型的串行端口、并行端口、閃速驅動端口或其他數據端口。處理器5284通過多個通信連接器5292可通信地連接到存儲裝置5286，并且通過多個通信連接器5294連接到輸入端口 5288。通信連接器5292、5294可具體表現為能夠方便處理器5284與存儲裝置5286和輸入端口 5288之間的通信的任一種類型的通信連接器。例如，通信連接器5292、5294可具體表現為任何數量的電纜、電線、光纜、無線信號等。致動器5290可具體表現為任一種類型的原動機(prime mover)以及相關的控制和電源電路，其能夠獨立地控制推桿以單獨地定位切割模塊5250的導向銷5260。此外，一個或多個致動器5290構成為可控制結合器5282，以操作模塊5250的固定裝置5262將導向銷5260鎖定到它們各自的位置。致動器5290通過多個通信連接器5296可通信地結合到處理器5284。與通信連接器5292、5294相似，通信連接器5296可具體表現為能夠方便處理器5284與致動器5290之間的通信的任一種類型的通信連接器。例如，通信連接器5296可具體表現為任意數量的電纜、電線、光纜、無線信號等等。在使用中，編程裝置5270的處理器5284構成為可控制致動器5290以操作位于殼體5272的孔5280中的推桿。推桿單獨地將切割模塊5250的導向銷5260相對于模塊5250定位到預定位置。在這種預定位置下，如圖122所示，導向銷5260的端部5266形成負外形，所述負外形構成為可接納患者骨骼5268的預定部分。在導向銷5260被定位在所需位置之后，處理器5284可構成為可控制一個或多個致動器5290操作結合器5282。作為響應，結合器5282構成為可與模塊5250的固定裝置5262接合，以將導向銷5260鎖定在預定位置。處理器5284可構成為可基于存儲在存儲裝置5286中的軟件算法來執行上述動作。可通過輸入端口 5288接收所述軟件算法。例如，由處理器5284執行的用于將切割模塊5250的導向銷5260定位于所需預定位置的軟件算法可被儲存在致密盤或USB裝置上，所述致密盤或USB裝置連接到輸入端口 5288上以將所述軟件算法下載到編程裝置5270。 在一些實施例中，軟件算法可由供應商供應。例如，再參照圖1，在算法10的操作步驟26中生成的定制的患者專用整形外科手術器械的模型可具體表現為可由編程裝置5270使用的軟件算法。供應商可將軟件算法裝運或以其它方式傳送給整形外科醫生，以便于將其下載到編程裝置5270。作為響應，編程裝置5270構造切割模塊5250的導向銷5260以在患者的骨骼5268上使用。這樣，為了在具體患者身上使用，切割模塊5250可被再構造為患者專用的切割模塊。現在參照圖124，在一些實施例中，銑削機300位于醫療保健機構5302中，以方便制造定制的患者專用整形外科手術器械。醫療保健機構5302可具體表現為在其中進行整形外科手術的醫療保健機構(例如，醫院等)。作為另外一種選擇或除此之外，醫療保健機構5302可以具體表現為整形外科醫生或其他醫護人員的診所。銑削機5300包括處理器5304、輸入端口 5306和銑頭5310。處理器5304可具體表現為任一種類型的處理器，包括(例如)離散處理電路(例如，邏輯器件的集合)、通用集成電路和/或專用集成電路(即，ASIC)。輸入端口 5306可具體表現為任一種類型的輸入端口，所述輸入端口構成為可接納便攜式媒體裝置(未示出)，例如，致密盤、數字視頻盤、通用串行總線(USB)裝置或其他便攜式媒體裝置。這樣，輸入端口 5306可具體表現為能夠與便攜式媒體裝置通信并在便攜式媒體裝置上存儲數據的任一種類型的串行端口、并行端口、閃速驅動端口或其他數據端口。處理器5304通過多個通信連接器5308可通信地連接到輸入端口 5306。通信連接器5308可具體表現為能夠方便處理器5304與輸入端口 5306之間的通信的任一種類型的通信連接器。例如，通信連接器308可具體表現為任何數量的電纜、電線、光纜、無線信號等。銑削機5300還包括通過多個通信連接器5312可通信地連接到處理器5304的銑頭5310。與通信連接器5308相似，通信連接器5312可具體表現為能夠方便處理器5304與銑頭5310之間的通信的任一種類型的通信連接器。例如，通信連接器5312可具體表現為任何數量的電纜、電線、光纜、無線信號等。銑頭5310可具體表現為任一種類型的銑頭及相關的裝置和電路，其能夠由合適的材料(例如，塑料或金屬)制造定制的患者專用整形外科手術器械。
在使用中，處理器5304構成為可控制銑頭5310以制造定制的患者專用整形外科手術器械。處理器5304可構成為可基于通過輸入端口 5306接收的軟件算法來控制銑頭5310。例如，由處理器5304執行的用于控制銑頭5310的軟件算法可從連接到輸入端口的致密盤或USB裝置接收。在一些實施例中，軟件算法可由供應商供應。例如，再參照圖1，在算法510的操作步驟526中生成的定制的患者專用整形外科手術器械的模型可具體表現為可由銑削機5300使用的軟件算法。供應商可將軟件算法裝運或以其它方式傳送給整形外科醫生，以便于將其下載到銑削機5300。作為響應，銑削機5300構成為可基于軟件算法指令制造定制的患者專用整形外科手術器械。這樣，可以在本地進行患者專用的器械的制造，而可相對于醫療保健機構5302遠程地進行這種器械的設計。方便定制的患者專用整形外科手術器械的這種遠程制造的一種方式是使用網絡。在這種情況下，由外科醫生或其他醫護人員生成包括與具體患者相關的數據的器械請求。器械請求可包括例如顯示出患者的骨骼(例如，股骨和脛骨)的醫學圖像的數據。與外科醫生或其他醫護人員(例如，在醫療保健機構中)相關的客戶機5314可用于將器械請求發送給供應商。供應商可包括設計計劃系統5316。設計計劃系統5316可通過網絡從位于(例如)醫療保健機構5302中的客戶機5314接收對設計計劃的器械請求，產生基于接收到的請求的信息定制的設計計劃，并通過網絡將定制設計計劃提供給醫療保健機構5302。設計計劃系統5316可包括配合以執行設計計劃定制的一個或多個計算裝置及相關的軟件、中間件和/或固件。一旦設計計劃被發送到醫療保健機構5302，其被發送到銑削機5300。然后，銑削機可利用設計計劃來制造定制的患者專用整形外科手術器械。盡管在附圖和前面的說明中對本發明進行了詳細的圖示和描述，但此類圖示和描述應視為示例性的，而不是限制性的，應當理解的是，僅示出和描述了示例性的實施例，并且本發明精神范圍內的所有變更和修改形式都應受到保護。本文所述裝置、系統和方法的多個特征使本發明具有多個優點。應當注意的是，本發明的裝置、系統和方法的替代實施例可以不包括所有所述特征，但仍然可以受益于這些特征的至少某些優點。本領域的普通技術人員可以輕松設計出其自己裝置、系統和方法的實施方式，該實施方式可整合本發明特征中的一項或多項，并且落在由權利要求限定的本發明的精神和范圍內。權利要求
1.ー種生成定制的患者專用骨切割模塊的定制的患者專用負外形的方法，所述方法包括: 確定軟骨厚度值，所述軟骨厚度值表征患者骨骼的相關端部上存在的軟骨的平均厚度； 確定與患者骨骼的相關端部的三維模型的表面外形對應的參考外形； 在患者骨骼的三維模型中確定參考點； 増大參考點與參考外形上的點之間的距離；以及 使用按比例縮放的參考外形來限定定制的患者專用骨切割模塊的定制的患者專用負外形。
2.根據權利要求I所述的方法，其中確定參考點的步驟包括 生成第一線段，所述第一線段從限定在三維模型的內側表面外形上的第一點，延伸至限定在三維模型的外側表面外形上的第二點； 生成第二線段，所述第二線段從限定在三維模型的前側表面外形上的第三點，延伸至限定在三維模型的后側表面外形上的第四點，其中第一點、第二點、第三點和第四點共面；確定第一線段和第二線段之間的交點，所述交點與參考點對應。
3.根據權利要求I所述的方法，其中確定參考點的步驟還包括將參考點遠離所述交點移動大約等于第二線段的一半長度的距離。
4.根據權利要求I所述的方法，其中増大參考點與參考外形上的點之間的距離的步驟包括 確定長度值，所述長度值等于參考點與參考外形上的點之間的距離的百分比；以及 將參考點與參考外形上的點之間的距離增大所述長度值。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述百分比約為百分之十。
6.根據權利要求I所述的方法，還包括 確定患者骨骼的相關端部的具有減小的軟骨厚度的區域；以及 調節按比例縮放的參考外形，以補償患者骨相關端部的減小的軟骨厚度的區域。
7.根據權利要求6所述的方法，其中調節按比例縮放的參考外形的步驟包括縮短參考點和參考外形上與軟骨厚度減小的區域對應的點之間的距離。
8.根據權利要求I所述的方法，其中 參考外形包括前側、內側和外側； 按比例縮放參考外形的步驟包括増大參考點與前側之間的距離，隨后減小(i)參考點與內側之間的距離以及(ii)參考點與外側之間的距離。
9.根據權利要求I所述的方法，其中確定參考外形的步驟包括根據患者骨贅的表面外形確定參考外形。
全文摘要
本發明提供一種定制的患者專用整形外科器械，所述整形外科器械包括定制的患者專用股骨切割模塊(1300)，所述股骨切割模塊包括(i)主體(1302)，所述主體具有向骨表面(1312)，所述向骨表面具有定制的患者專用負外形(1328)，所述負外形構成為可接納患者股骨的前側具有對應正外形的一部分；(ii)從主體向后側延伸的至少一個突出部，所述至少一個突出部(1304，1306)具有向骨表面，所述向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者股骨的遠端側具有對應正外形的一部分；以及(iii)從所述至少一個突出部的端部向上延伸的唇緣(1308，1310)，所述唇緣具有向骨表面，所述向骨表面具有定制的患者專用負外形，所述負外形構成為可接納患者股骨的后側具有對應正外形的一部分。另外公開了多種整形外科手術器械。另外公開了制造這些器械的方法、設備和系統。
文檔編號A61B17/15GK102652687SQ20121013428
公開日2012年9月5日 申請日期2008年9月29日 優先權日2007年9月30日
發明者A·阿什比, B·羅斯, C·阿克, D·D·奧格, D·索科洛夫, E·扎亞克, J·G·維斯, J·R·魯斯, J·希克斯-霍夫曼, L·J·阿拉姆, L·庫克, M·B·萊斯特, M·D·史密斯, M·羅德斯, R·比奇, T·貝內特 申請人:德普伊產品公司