Dispositivo para la determinación de fuerzas articulares de una articulación de rodilla de un paciente.

Un dispositivo (10) quirúrgico ortopédico para medir una fuerza articular de una articulación de rodilla de un paciente,

comprendiendo el dispositivo quirúrgico ortopédico:

una paleta (34) tibial conformada para ser colocada entre el extremo proximal de la tibia de un paciente y el extremo distal del fémur de un paciente, teniendo la paleta tibial una superficie superior sustancialmente plana y una superficie inferior sustancialmente plana,

una serie (90) de sensores situados en la paleta tibial y configurados para generar señales de sensor indicativas de una fuerza articular entre la tibia y el fémur de un paciente,

un mango (32) alargado asegurado a la paleta tibial y que define un eje longitudinal que está desviado de un eje de bisección anterior-a-posterior de la paleta tibial,

una primera pantalla (50) asegurada a un extremo del mango distal respecto a la paleta tibial, y

un circuito (92) colocado en el mango, estando configurado el circuito para recibir las señales del sensor desde la serie de sensores y controlar la primera pantalla para proporcionar una indicación visual del equilibrio mediallateral de la fuerza articular, caracterizado porque la serie de sensores comprende una pluralidad de sensores (180) capacitivos medial-anteriores para medir un componente de fuerza medial-anterior de la fuerza articular, una pluralidad de sensores (184) capacitivos medial-posteriores para medir un componente de fuerza medialposterior de la fuerza articular, una pluralidad de sensores (182) capacitivos lateral-anteriores para medir un componente de la fuerza lateral-anterior de la fuerza articular, y una pluralidad de sensores (186) capacitivos lateral-posteriores para medir un componte de la fuerza lateral-posterior de la fuerza articular, en el que cada uno de los sensores medial-anteriores tiene un área superficial que es aproximadamente igual al área superficial de cada uno de los sensores lateral-anteriores y cada uno de los sensores medial-posteriores tiene un área superficial que es aproximadamente igual al área superficial de los sensores lateral-posteriores.

Dispositivo para la determinación de fuerzas articulares de una articulación de rodilla de un paciente La presente invención se refiere, en general, a instrumentos quirúrgicos ortopédicos y, más particularmente, a dispositivos para determinar y mostrar datos de fuerza articular. La técnica anterior más cercana es el documento US 2010/0249659 A1, que define el preámbulo de la reivindicación 1.

Las prótesis ortopédicas son implantadas en los pacientes por los cirujanos ortopédicos, por ejemplo, para corregir o aliviar de otra manera la pérdida de hueso y/o tejido blando, el daño por traumatismo y/o la deformación del hueso o huesos de los pacientes. Las prótesis ortopédicas pueden reemplazar una porción o la articulación completa de un paciente. Por ejemplo, la prótesis ortopédica puede reemplazar la rodilla, cadera, hombro, tobillo u otra articulación de un paciente. En el caso de una sustitución de rodilla, la prótesis de rodilla ortopédica puede incluir una bandeja tibial, un componente femoral y una pieza de inserción o soporte de polímero situado entre la bandeja tibial y el componente femoral. En algunos casos, la prótesis de rodilla puede incluir también un componente de rótula, que se asegura a un lado posterior de la rótula preparada quirúrgicamente del paciente.

Durante el procedimiento quirúrgico ortopédico, un cirujano inicialmente prepara el hueso o huesos del paciente para recibir la prótesis ortopédica. Por ejemplo, en el caso de un procedimiento quirúrgico ortopédico para sustitución de rodilla, el cirujano puede resecar una porción de la tibia proximal del paciente a la que se fijará la bandeja tibial, una porción del fémur distal del paciente al que se fijará el componente femoral y/o una porción de la rótula del paciente al que se fijará el componente de rótula. Durante tales procedimientos, el cirujano puede intentar equilibrar o distribuir de otra manera las fuerzas articulares de la articulación del paciente para producir un movimiento articular que es similar al movimiento de una articulación natural. Para hacer esto, el cirujano puede usar la experiencia quirúrgica y "sentir" manualmente el equilibrio de fuerza articular apropiado. Adicionalmente o como alternativa, el cirujano ortopédico puede usar instrumentos quirúrgicos, tales como un equilibrador de ligamentos en el caso de un procedimiento de sustitución de rodilla, para ayudar a equilibrar o distribuir las fuerzas articulares.

Además, en algunos procedimientos quirúrgicos, tales como procedimientos ortopédicos mínimamente invasivos, los cirujanos pueden depender de sistemas de cirugía ortopédica asistida por ordenador (CAOS) para mejorar la capacidad del cirujano para ver el área operativa, mejorar la alineación de los planos de corte de hueso y mejorar la reproducibilidad de tales planos de corte. Los sistemas de cirugía ortopédica asistida por ordenador ayudan a los cirujanos en la realización de procedimientos quirúrgicos ortopédicos, por ejemplo, mostrando imágenes que ilustran etapas quirúrgicas del procedimiento quirúrgico que se está realizando y produciendo imágenes de los huesos pertinentes del paciente. Adicionalmente, los sistemas de cirugía ortopedia asistidos por ordenador (CAOS) proporcionan navegación quirúrgica para el cirujano haciendo un seguimiento y mostrando la posición de los huesos del paciente, implantes y/o herramientas quirúrgicas.

La invención proporciona un dispositivo quirúrgico ortopédico para medir una fuerza articular de una articulación de un paciente como se define en la reivindicación 1.

Opcionalmente, la paleta tibial puede incluir una carcasa de paleta superior, que tiene una primera pared lateral interna que define una primera abertura localizada centralmente, y una carcasa de paleta inferior, que tiene una segunda pared lateral interna que define una segunda abertura localizada centralmente. La primera abertura y la segunda abertura pueden ponerse después en comunicación fluida entre sí para definir, en parte, un pasaje vertical, a través de la paleta tibial respecto a la superficie superior e inferior de la paleta tibial. Adicionalmente, la serie de sensores puede incluir una abertura localizada centralmente que define adicionalmente el pasaje vertical a través de la paleta tibial.

Opcionalmente, la serie de sensores puede incluir una pluralidad de sensores de presión capacitivos. Adicionalmente, la serie de sensores puede incluir un conjunto medial de sensores y un conjunto lateral de sensores. Cada uno del conjunto medial y el conjunto lateral de sensores puede consistir entonces en un sensor más anterior, un sensor más posterior y cuatro sensores adicionales localizados entre el sensor más anterior y el sensor más posterior correspondientes. Opcionalmente, el área superficial de cada sensor medial-anterior y lateral-anterior es menor que el área superficial de cada sensor medial-posterior y lateral-posterior. Por ejemplo, cada uno de los sensores medial-anteriores y lateral-anterior puede tener un área superficial igual a aproximadamente 1, 13 cm2 (0, 174 pulgada2) y cada uno de los sensores medial-posteriores y lateral-posterior tiene un área superficial igual a aproximadamente 1, 21 cm2 (0, 187 pulgada2) . En otra disposición, cada uno de los sensores medial-anteriores y lateral-anterior tiene un área superficial igual a aproximadamente 1, 57 cm2 (0, 243 pulgada2) y cada uno de los sensores medial-posteriores y lateral-posterior tiene un área superficial igual a aproximadamente 1, 70 cm2 (0, 263 pulgada2) .

Opcionalmente, el dispositivo quirúrgico ortopédico puede incluir una segunda pantalla asegurada al extremo del mango alargado distal respecto a la paleta tibial. El mango alargado puede incluir entonces una carcasa de mango superior y una carcasa de mango inferior. Las carcasas de mango superior e inferior pueden estar acopladas entre sí de manera que la superficie interior de la carcasa de mango superior está orientada hacia una superficie interior correspondiente de la carcasa de mango inferior. Adicionalmente, la primera pantalla puede estar asegurada a un

extremo de la carcasa de mango superior y la segunda pantalla puede estar asegurada a un extremo de la carcasa de mango inferior.

Opcionalmente, la primera pantalla puede incluir una pluralidad de diodos emisores de luz y el circuito puede estar configurado (i) para determinar un valor de fuerza medial total indicativo de un componente medial de la fuerza articular, (ii) determinar un valor de fuerza lateral total indicativo de un componente lateral de la fuerza articular, y (iii) controlar la pluralidad de diodos emisores de luz de manera que proporcionen una indicación del equilibrio mediallateral de la fuerza articular. Opcionalmente, el circuito puede estar configurado para controlar la pluralidad de diodos emisores de luz para mostrar al menos nueve configuraciones de iluminación diferentes correspondientes a nueve intervalos de equilibrio medial-lateral diferentes. Opcionalmente, el circuito puede estar configurado para sumar el valor de fuerza medial total y el valor de fuerza lateral total para determinar un valor de fuerza total, determinar un valor de porcentaje medial como una función del valor de fuerza medial total y el valor de fuerza total, determinar un valor de porcentaje lateral como una función del valor de fuerza lateral total y el valor de fuerza total, y controlar la pluralidad de los diodos emisores de luz de una manera que proporcionen una indicación del equilibrio medial-lateral de la fuerza articular como una función del valor del porcentaje media y el valor del porcentaje lateral.

Opcionalmente, el circuito puede incluir un transmisor inalámbrico configurado para transmitir datos indicativos de la fuerza articular entre la tibia y el fémur de un paciente. Opcionalmente, el circuito puede incluir una fuente de alimentación y un control de usuario operativo para poner el circuito en un estado conectado desde un estado desconectado. El circuito puede configurarse después para permanecer en el estado conectado después de ponerlo en el estado conectado desde el estado desconectado hasta que se agota la fuente de alimentación.

El dispositivo quirúrgico ortopédico puede incluir un módulo de sensor para medir una fuerza articular de una articulación de un paciente, que incluye una carcasa superior y una carcasa inferior. La carcasa superior puede incluir una carcasa de mango superior y una carcasa de paleta tibial superior. Análogamente, la carcasa inferior puede incluir una carcasa de mango inferior y una carcasa de paleta tibial inferior. La carcasa inferior puede estar acoplada a la carcasa superior de manera que una superficie interior de la carcasa inferior está orientada hacia una superficie interior... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo (10) quirúrgico ortopédico para medir una fuerza articular de una articulación de rodilla de un paciente, comprendiendo el dispositivo quirúrgico ortopédico:

una paleta (34) tibial conformada para ser colocada entre el extremo proximal de la tibia de un paciente y el extremo distal del fémur de un paciente, teniendo la paleta tibial una superficie superior sustancialmente plana y una superficie inferior sustancialmente plana, una serie (90) de sensores situados en la paleta tibial y configurados para generar señales de sensor indicativas de una fuerza articular entre la tibia y el fémur de un paciente, un mango (32) alargado asegurado a la paleta tibial y que define un eje longitudinal que está desviado de un eje de bisección anterior-a-posterior de la paleta tibial, una primera pantalla (50) asegurada a un extremo del mango distal respecto a la paleta tibial, y un circuito (92) colocado en el mango, estando configurado el circuito para recibir las señales del sensor desde la serie de sensores y controlar la primera pantalla para proporcionar una indicación visual del equilibrio mediallateral de la fuerza articular, caracterizado porque la serie de sensores comprende una pluralidad de sensores (180) capacitivos medial-anteriores para medir un componente de fuerza medial-anterior de la fuerza articular, una pluralidad de sensores (184) capacitivos medial-posteriores para medir un componente de fuerza medialposterior de la fuerza articular, una pluralidad de sensores (182) capacitivos lateral-anteriores para medir un componente de la fuerza lateral-anterior de la fuerza articular, y una pluralidad de sensores (186) capacitivos lateral-posteriores para medir un componte de la fuerza lateral-posterior de la fuerza articular, en el que cada uno de los sensores medial-anteriores tiene un área superficial que es aproximadamente igual al área superficial de cada uno de los sensores lateral-anteriores y cada uno de los sensores medial-posteriores tiene un área superficial que es aproximadamente igual al área superficial de los sensores lateral-posteriores.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la paleta tibial incluye una carcasa (64) de paleta superior que tiene una primera pared lateral (72) interna que define una primera abertura (45) localizada centralmente y una carcasa (68) de paleta inferior que tiene una segunda pared lateral (74) interna que define una segunda abertura (45) localizada centralmente, estando la primera abertura y la segunda abertura en comunicación de fluido entre sí para definir, en parte, un pasaje vertical a través de la paleta tibial respecto a la superficie superior e inferior de la paleta tibial.

3. El dispositivo de la reivindicación 2, en el que la serie de sensores incluye una abertura localizada centralmente que define adicionalmente el pasaje vertical a través de la paleta tibial.

4. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la serie de sensores comprende un conjunto medial de sensores (180, 184) y un conjunto lateral de sensores (182, 186) , consistiendo cada uno del conjunto medial y del conjunto lateral de sensores en un sensor (102, 108) más anterior, un sensor (114, 120) más posterior y cuatro sensores adicionales localizados entre el sensor más anterior y el sensor más posterior correspondientes.

5. El dispositivo ortopédico de la reivindicación 1, en el que el área superficial de cada uno de los sensores medialanteriores y lateral-anterior es menor que el área superficial de cada uno de los sensores medial-posteriores y lateral-posterior.

6. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que cada uno de los sensores medial-anteriores y lateral-anteriores tiene un área superficial igual a aproximadamente 1, 12 cm2 y cada uno de los sensores medial-posteriores y lateralposteriores tiene un área superficial igual a aproximadamente 1, 21 cm2 .

7. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que cada uno de los sensores medial-anteriores y lateral-anteriores tiene un área superficial igual a aproximadamente 1, 57 cm2 , y cada uno de los sensores medial-posteriores y lateralposteriores tiene un área superficial igual a aproximadamente 1, 70 cm2 .

8. El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende además una segunda pantalla (52) asegurada al extremo del mango alargado distal respecto a la paleta tibial, y en el que el mango alargado comprende una carcasa (66) de mango superior y una carcasa (70) de mango inferior, estando acopladas las carcasas de mango superior e inferior entre sí de manera que una superficie interior de la carcasa de mango superior está orientada hacia la superficie interior correspondiente de la carcasa de mango inferior, en el que la primera pantalla está asegurada a un extremo de la carcasa de mango superior y la segunda pantalla está asegurada a un extremo de la carcasa de mango inferior.

9. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la primera pantalla comprende una pluralidad de diodos emisores de luz, y el circuito está configurado para (i) determinar un valor de fuerza medial total indicativo de un componente medial de la fuerza articular, (ii) determinar un valor de fuerza lateral total indicativo de un componte lateral de la fuerza articular, y (iii) controlar la pluralidad de diodos emisores de luz de manera que se proporcione una indicación del equilibrio medial-lateral de la fuerza articular.

10. El dispositivo de la reivindicación 9, en el que el circuito está configurado para controlar la pluralidad de diodos emisores de luz para mostrar al menos nueve configuraciones de iluminación diferentes correspondientes a nueve

intervalos de equilibrio medial-lateral diferentes.

11. El dispositivo de la reivindicación 9, en el que el circuito está configurado:

para sumar el valor de fuerza medial total y el valor de fuerza lateral total para determinar un valor de fuerza total, para determinar un valor de porcentaje medial como una función del valor de fuerza medial total y el valor de fuerza total, para determinar un valor de porcentaje lateral como una función del valor de fuerza lateral total y el valor de fuerza total, y para controlar la pluralidad de diodos emisores de luz de manera que se proporcione una indicación del equilibrio medial-lateral de la fuerza articular como una función del valor del porcentaje medial y el valor del porcentaje lateral.

12. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el circuito comprende un transmisor (162, 164) inalámbrico configurado para transmitir datos indicativos de la fuerza articular entre la tibia y el fémur de un paciente.

13. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el circuito comprende una fuente (142) de alimentación y un control

(144) de usuario operativo para poner el circuito en un estado conectado desde un estado desconectado, en el que el circuito está configurado para permanecer en el estado conectado después de ser colocado en el estado conectado desde el estado desconectado hasta agotar la fuente de alimentación.