ES2345903T3 - Sistema de navegacion quirurgico para realizar una cavidad de recepcion para un acetabulo. - Google Patents

Abstract

Sistema de navegación quirúrgico para una herramienta (25) navegada para realizar una cavidad de recepción para un acetábulo en un hueso pélvico (6) navegado, con un instrumento palpador (9) navegado y con un dispositivo de procesamiento de datos (4) para procesar los datos de posición de las piezas navegadas, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que a partir de los datos de posición de un punto de gota de lágrima (17) (figura de lágrima según Köhler) en el hueso pélvico (6), determinados con la ayuda del instrumento palpador (9) navegado, a partir de los datos de posición del plano de entrada (16) de la pelvis y a partir de los datos de posición de las dos espinas ilíacas anterosuperiores (13, 14) del hueso pélvico (6), determina un plano de gota de lágrima (19) que se extiende a través del punto de gota de lágrima (17) y que es perpendicular respecto al plano de entrada (16) de la pelvis y paralelo respecto a una línea que une las dos espinas ilíacas anterosuperiores (13, 14), porque a una altura predefinida encima del plano de gota de lágrima (19) determina un punto de referencia (24, 24') en una posición predefinida en la dirección anteroposterior y a una distancia predefinida con respecto a la superficie exterior del hueso pélvico (6) en la dirección lateromedial, porque usando los datos de posición de un acetábulo secundario desplazado en la dirección craneal con respecto al acetábulo primario calcula la altura del punto de referencia (24, 24') encima del plano de gota de lágrima (19) de tal forma que no se exceda un valor máximo de la distancia entre la altura del punto de referencia (24, 24') y el acetábulo secundario, y porque calcula la posición de la herramienta (25) con respecto al hueso pélvico (6) y con respecto al punto de referencia (24, 24').

Description

Sistema de navegación quirúrgico para realizar una cavidad de recepción para un acetábulo.

La invención se refiere a un sistema de navegación quirúrgico para una herramienta navegada para realizar una cavidad de recepción para un acetábulo en un hueso pélvico navegado, con un instrumento palpador navegado y con un dispositivo de procesamiento de datos para procesar los datos de posición de las piezas navegadas.

Para la implantación de una articulación coxofemoral artificial, se inserta un acetábulo artificial en el hueso pélvico, para lo que en el punto definido anatómicamente y con la orientación definida anatómicamente ha de realizarse una cavidad en el hueso pélvico para recibir el acetábulo. Normalmente, estas cavidades están configuradas de forma semiesférica y se realizan mediante una herramienta de fresado semicircular. Para poder determinar y mantener la posición exacta - es decir la orientación y la posición - de la cavidad de recepción, se conoce navegar mediante un sistema de navegación quirúrgico el hueso pélvico y la herramienta que produce la cavidad. Un sistema de navegación de este tipo permite determinar y vigilar la asignación espacial relativa de la herramienta y del hueso pélvico.

Durante la sustitución de un acetábulo defectuoso por un acetábulo artificial, normalmente, el acetábulo se implanta en el mismo lugar en el que anteriormente estaba dispuesto el acetábulo natural (documento WO2004/030556A2). En lo sucesivo, esta posición se denomina acetábulo primario.

No obstante, también hay casos en los que el acetábulo natural no se encuentra en la posición deseada anatómicamente, ya sea por un defecto congénito o por un desplazamiento del acetábulo natural de la posición del acetábulo primario, habitualmente hacia arriba, es decir, en la dirección craneal. En estos casos, durante el implante de un acetábulo artificial que ha de insertarse en la posición anatómica normal, es decir en la posición del acetábulo primario, resulta extraordinariamente difícil determinar dicha posición en el hueso pélvico para poder guiar la herramienta de la manera deseada.

La invención tiene el objetivo de realizar un sistema de navegación quirúrgico del tipo genérico de tal forma que se proporcione una ayuda al cirujano para la posición y la orientación correctas de la herramienta con respecto al hueso pélvico, de forma que la cavidad de recepción para el acetábulo pueda realizarse en el hueso pélvico en el lugar anatómico deseado y con la orientación deseada, aunque anteriormente el acetábulo natural no se haya encontrado en dicha posición anatómica deseada.

En un sistema de navegación quirúrgico del tipo mencionado al principio, este objetivo se consigue según la invención porque el dispositivo de procesamiento de datos está programado de tal forma que a partir de los datos de posición de un punto de gota de lágrima (figura de lágrima según Köhler) en el hueso pélvico, determinados con la ayuda del instrumento palpador navegado, a partir de los datos de posición del plano de entrada de la pelvis y a partir de los datos de posición de las dos espinas ilíacas anterosuperiores del hueso pélvico determina un plano de gota de lágrima que se extiende a través del punto de gota de lágrima y que es perpendicular respecto al plano de entrada de la pelvis y paralelo respecto a una línea que une las dos espinas ilíacas anterosuperiores, porque a una altura predefinida encima del plano de gota de lágrima determina un punto de referencia en una posición predefinida en la dirección anteroposterior y a una distancia predefinida con respecto a la superficie exterior del hueso pélvico en la dirección lateromedial, porque, usando los datos de posición de un acetábulo secundario desplazado en el sentido craneal con respecto al acetábulo primario, calcula la altura del punto de referencia encima del plano de gota de lágrima de tal forma que no se exceda un valor máximo de la distancia entre la altura del punto de referencia y el acetábulo secundario, y porque calcula la posición de la herramienta con respecto al hueso pélvico y con respecto al punto de referencia.

Con la ayuda de pocos puntos pronunciados del hueso pélvico y sobre la base de ciertas suposiciones anatómicas, de esta manera se consigue elegir la posición de la herramienta con la que se realiza la cavidad de recepción, de tal forma que la cavidad de recepción puede realizarse en la posición y la orientación deseadas en el hueso pélvico.

Partiendo del plano de entrada de la pelvis del hueso pélvico, tendido por las dos espinas ilíacas anterosuperiores, por una parte, y por la sínfisis púbica, por otra parte, y mediante la determinación de la posición de los puntos de gota de lágrima se consigue determinar el plano de gota de lágrima, es decir, un plano horizontal de la pelvis que atraviesa el punto de gota de lágrima y que constituye un plano de referencia, a partir del cual pueden determinarse la posición y la orientación de la cavidad de recepción.

Para ello, se determina un punto de referencia que se encuentra a una altura determinada encima de dicho plano de gota de lágrima y cuya posición en el sentido anteroposterior se elige mediante suposiciones anatómicas.

Finalmente, se determina también la distancia de dicho punto de referencia con respecto a la superficie exterior del hueso pélvico, a saber, en la dirección lateromedial. También para ello se aprovechan suposiciones anatómicas para determinar el punto de referencia que, por ejemplo, puede encontrarse dentro del hueso pélvico o que, en otro caso especialmente preferible, puede coincidir con el lado posterior del hueso pélvico en la zona del acetábulo.

En cuanto se conoce dicho punto de referencia, el sistema de navegación puede vigilar constantemente la posición relativa de la herramienta con respecto al hueso pélvico y, en particular, con respecto al punto de referencia, ofreciendo al cirujano una posibilidad de control para el guiado de la herramienta y la posición anatómica correcta de la cavidad de recepción en el hueso pélvico, que se consigue de esta forma. Especialmente se puede reducir el peligro de que la cavidad de recepción se realice a demasiada profundidad en el hueso pélvico, en cuyo caso en la zona del acetábulo queda una pared ósea demasiado delgada o incluso se produce una formación indeseable de ventanas en el hueso.

Resulta ventajoso si para determinar la posición del plano de entrada de la pelvis se acerca el instrumento palpador navegado a las dos espinas ilíacas anterosuperiores del hueso pélvico y a la sínfisis púbica, y si a partir de los datos de posición de estos tres puntos se calcula el plano de entrada de la pelvis.

Por lo tanto, a este respecto, también se puede recurrir a las características anatómicas del hueso pélvico, pudiendo realizarse de forma extracorporal la exploración de los tres puntos mencionados.

Resulta ventajoso si la altura del punto de referencia encima del plano de gota de lágrima se elige en función del dimensionamiento de la herramienta y, por tanto, del tamaño deseado de la cavidad de recepción, de tal forma que el borde inferior de la cavidad de recepción quede situado aproximadamente en el plano de gota de lágrima.

Generalmente, la cavidad de recepción se realiza con una fresa semiesférica, ya que mediante este dimensionamiento la cavidad de recepción semiesférica quede bien definida en cuanto a su altura.

En caso de un desplazamiento en el sentido craneal del acetábulo secundario, en el que está alojado el hueso femoral en el hueso pélvico antes de la operación, para el paciente resulta una reducción preoperativa de la pierna en comparación con un alojamiento anatómico normal en el acetábulo primario, en el que quedaría alojado un fémur en caso de un alojamiento anatómicamente correcto. Si se implanta el nuevo acetábulo en la zona del acetábulo primario, resulta inevitablemente un alargamiento de la pierna que normalmente se tolera. Sin embargo, se ha mostrado que el alargamiento de la pierna no es problemática hasta una magnitud de unos 25 mm, pero que pueden surgir problemas en caso de un alargamiento más grande, especialmente en caso de un alargamiento superior a 40 mm, ya que en este caso los músculos y los nervios se estiran excesivamente. Esto puede provocar daños y debería evitarse.

Por lo tanto, según un ejemplo 2 preferible está previsto que la altura del punto de referencia encima del plano de gota de lágrima se elige de tal forma que no se excede un valor máximo de la distancia entre la altura del punto de referencia y la posición de un acetábulo secundario desplazado en el sentido craneal con respecto al acetábulo primario. Este valor máximo debería ascender a 40 mm, como máximo, preferentemente a 25 mm.

Resulta ventajoso si se determina el valor máximo entre un punto central del acetábulo secundario y el punto de referencia.

Según un ejemplo preferible, para determinar el punto central, es posible mover el hueso femoral navegado en el acetábulo secundario, antes de la operación, con respecto al hueso pélvico navegado, determinar a partir del movimiento el centro del movimiento del hueso femoral y usar dicho centro como punto central del acetábulo secundario.

En un ejemplo 2 alternativo, para determinar el punto central se puede aplicar un instrumento palpador navegado en la superficie de alojamiento del acetábulo secundario y determinar de esta forma la posición del acetábulo secundario, determinando entonces, a partir de los datos de posición del acetábulo secundario, su centro como punto central del acetábulo secundario. Un instrumento palpador de este tipo puede palpar la superficie de alojamiento por puntos, pero también es posible insertar una superficie de contacto semiesférica del instrumento palpador en el acetábulo secundario y determinar de esta forma los datos de posición de la superficie de alojamiento del acetábulo secundario.

Se puede prever que la posición del punto de referencia en la dirección anteroposterior se elija de tal forma que se encuentre aproximadamente en el centro de la cavidad de recepción original.

Es deseable situar la cavidad de recepción de tal forma que se mantenga completamente la zona marginal dorsal del hueso pélvico a la altura de la cavidad de recepción, es decir que no sea eliminada por la herramienta que produce la cavidad de recepción, ya que una destrucción o remoción de dicho borde dorsal podría perjudicar la fijación del acetábulo en la cavidad de recepción. Dicho borde dorsal es un saliente óseo del hueso pélvico y tiene forma de medialuna.

Para conseguir este objetivo, según un ejemplo preferible puede estar previsto que mediante un palpador navegado se determinan los datos de posición de uno o varios puntos del borde dorsal del hueso pélvico en la zona del acetábulo primario, posicionando la cavidad de recepción de tal forma que la distancia del borde de la cavidad de recepción con respecto a la posición del punto de medición o de los puntos de medición del borde dorsal no pase por debajo de un valor mínimo determinado. Si con el palpador se registra sólo un punto del borde dorsal, se determina la distancia entre dicho punto y el borde de la cavidad de recepción, pero si según un ejemplo preferible se determinan varios puntos de medición, se puede prever que a partir de los datos de posición de estos varios puntos de medición del borde dorsal del hueso pélvico se elija aquél que esté dispuesto más lejos en la dirección ventral, en cuyo caso resulta ventajoso si el valor mínimo se determina a partir de los datos de posición de este punto de medición elegido. De esta manera queda garantizado que incluso en caso de un registro relativamente impreciso de los datos de posición del borde dorsal se mantendrá una distancia máxima con respecto al borde dorsal y que éste no se daña al realizar la cavidad de recepción.

Durante la determinación de la posición de la cavidad de recepción y el guiado de la herramienta con la que se realiza dicha cavidad de recepción se puede determinar la distancia mínima entre la superficie exterior de la herramienta o el punto central de la herramienta, por una parte, y el punto central elegido, por otra parte, pero según una forma de realización preferible también está previsto que se determina un plano frontal dorsal que atraviesa un punto de medición elegido del borde dorsal y se determina el valor mínimo determinado entre el borde de la cavidad de recepción y dicho plano frontal dorsal. Dicho plano frontal dorsal se extiende sustancialmente de forma paralela respecto al plano de entrada de la pelvis y a través del punto de medición seleccionado. Si la superficie exterior de la herramienta o su punto central mantienen una distancia determinada respecto a dicho plano frontal dorsal, también queda garantizado que no pueda producirse ningún daño del borde dorsal del hueso pélvico.

Resulta especialmente ventajoso si la distancia del punto de referencia con respecto a la superficie exterior del hueso pélvico se determina a partir de los datos de posición de un instrumento palpador navegado que se hace pasar en la dirección medial por el hueso pélvico a través de un orificio artificial en la zona del acetábulo primario del hueso pélvico, hasta el lado posterior del hueso pélvico. Por lo tanto, desde el acetábulo primario se realiza un taladro o un calado a través del hueso pélvico, de tal forma que el instrumento palpador pueda hacerse avanzar hasta el lado posterior del hueso pélvico lo que permite determinar la profundidad máxima disponible dentro del hueso para realizar la cavidad de recepción.

Resulta especialmente ventajoso si para determinar el punto de referencia el instrumento palpador se aplica en el lado posterior del hueso pélvico desde la superficie exterior del hueso pélvico, mediante una superficie de contacto que sobresale lateralmente de un vástago, pudiendo estar formada dicha superficie de contacto por ejemplo por un gancho que sobresale lateralmente del vástago. Un instrumento palpador de este tipo puede hacerse pasar por el orificio en el hueso pélvico y retirarse entonces hasta que la superficie de contacto esté en contacto con el lado posterior del hueso pélvico; de esta forma se puede determinar el grosor del hueso pélvico en esta zona y esta posición se utiliza para determinar el punto de referencia.

Para la realización de la cavidad de recepción, según un primer ejemplo preferible puede estar previsto que la herramienta se guía de tal forma que la menor distancia de su superficie exterior que sirve para mecanizar el hueso, con respecto al punto de referencia, no pase por debajo de un valor determinado. Por lo tanto, por ejemplo, se cuida de que la superficie exterior esférica de la fresa se acerque al punto de referencia sólo hasta pasar por debajo de un valor determinado.

Según otro ejemplo preferible puede estar previsto que la herramienta se guía de tal forma que la menor distancia de su punto central con respecto al punto de referencia no pase por debajo de un valor determinado. Esto resulta ventajoso especialmente si se usan sucesivamente fresas semiesféricas con diferentes radios; entonces, el cirujano puede tener cuidado de que los puntos centrales de dichas herramientas de fresado no se acerquen demasiado al punto de referencia.

En lugar elegir como magnitud crítica la distancia de la superficie exterior de la herramienta o de su punto central con respecto al punto de referencia, también se podría elegir la distancia de la superficie exterior o del punto central con respecto a un plano sagital que atraviesa dicho punto de referencia; en cualquier caso se cuida de que las distancias con respecto al punto de referencia o a dicho plano sagital no pasen debajo de un valor determinado, para limitar la profundidad del orificio de recepción a una medida admisible.

El dispositivo de procesamiento de datos está programado de tal forma que a partir de los datos de posición de las dos espinas ilíacas anterosuperiores y de la sínfisis púbica del hueso pélvico, determinadas mediante el instrumento palpador, calcula el plano de entrada de la pelvis.

Según una forma de realización preferible está previsto que el dispositivo de procesamiento de datos está programado de tal forma que calcula la altura del punto de referencia encima del plano de gota de lágrima en función del dimensionamiento de la herramienta y, por tanto, de la magnitud deseada de la cavidad de recepción, de tal forma que el borde inferior de la cavidad de recepción se encuentre aproximadamente en el plano de gota de lágrima.

El dispositivo de procesamiento de datos está programado de tal forma que elige la altura del punto de referencia encima del plano de gota de lágrima de tal forma que no se sobrepasa un valor máximo de la distancia entre la altura del punto de referencia y la posición de un acetábulo secundario desplazado en la dirección craneal con respecto al acetábulo primario. Este valor máximo puede ascender a 40 mm, preferentemente a 25 mm.

El dispositivo de procesamiento de datos puede estar programado de tal forma que se determina el valor máximo entre un punto central del acetábulo secundario y el punto de referencia.

Se puede prever que el dispositivo de procesamiento de datos esté programado de tal forma que a partir de los datos de posición de un hueso femoral navegado, que se ha movido antes de la operación con respecto al hueso pélvico en el acetábulo secundario, determine el punto central del movimiento del hueso femoral, usando dicho centro como punto central del acetábulo secundario.

Alternativamente, puede estar previsto que el dispositivo de procesamiento de datos esté programado de tal forma que a partir de los datos de posición de un instrumento palpador navegado aplicado en la superficie de alojamiento del acetábulo secundario determine la posición del acetábulo secundario y que a partir de los datos de posición del acetábulo secundario determine su centro como punto central del acetábulo secundario. Según otra forma de realización preferible está previsto que el dispositivo de procesamiento de datos está programado de tal forma que elige la posición del punto de referencia en la dirección anteroposterior, de tal forma que se encuentre aproximadamente en el centro de la cavidad de recepción.

Asimismo resulta ventajoso si el dispositivo de procesamiento de datos está programado de tal forma que a partir de los datos de posición determinados por la aplicación de un palpador navegado en uno o varios puntos de medición del borde dorsal del hueso pélvico en la zona del acetábulo primario, se determina una posición de la cavidad de recepción de tal forma que la distancia del borde de la cavidad de recepción con respecto a los datos de posición del punto de medición o de los puntos de medición del borde dorsal no pase por debajo de un valor mínimo determinado.

Preferentemente, el dispositivo de procesamiento de datos puede estar programado de tal forma que de entre los datos de posición de varios puntos de medición del borde dorsal del hueso pélvico elija aquél que más lejos esté dispuesto en la dirección ventral, y de tal forma que a partir de los datos de posición de dicho punto de medición elegido determine el valor mínimo determinado.

Asimismo, el dispositivo de procesamiento de datos puede estar programado de tal forma que determine un plano frontal dorsal que atraviesa un punto de medición del borde dorsal, y de tal forma que determine el valor mínimo determinado entre el borde de la cavidad de recepción o del punto central de la cavidad de recepción y dicho plano frontal dorsal.

Asimismo, puede estar previsto que el dispositivo de procesamiento de datos esté programado de tal forma que determine la distancia del punto de referencia con respecto a la superficie exterior del hueso pélvico a partir de los datos de posición de un instrumento palpador navegado que se hace pasar en la dirección medial por el hueso pélvico, a través de un orificio artificial en la zona del acetábulo primario del hueso pélvico, hasta alcanzar el lado posterior del hueso pélvico.

Resulta favorable si el instrumento palpador presenta, para determinar la distancia del punto de referencia de la superficie exterior del hueso pélvico, una superficie de contacto que sobresale lateralmente del vástago, para la aplicación en el lado posterior del hueso pélvico.

En una primera forma de realización preferible se puede prever que el dispositivo de procesamiento de datos esté programado de tal forma que calcule la menor distancia de la superficie exterior de la herramienta, que sirve para mecanizar el hueso, con respecto al punto de referencia.

En lugar de la menor distancia entre la superficie exterior de la herramienta y el punto de referencia, también se puede determinar la menor distancia entre el punto central de la herramienta y el punto de referencia.

En otros casos, estas distancias no se calculan con respecto al punto de referencia, sino con respecto a un plano sagital que atraviesa el punto de referencia.

Igualmente resulta ventajoso si el dispositivo de procesamiento de datos está programado de tal forma que indique en una pantalla la posición relativa de la herramienta y del punto de referencia o del plano sagital que atraviesa el punto de referencia.

Asimismo, para el cirujano resulta útil si el dispositivo de procesamiento de datos está programado de tal forma que genere una señal de advertencia en cuanto se pase por debajo del valor determinado. De esta forma se garantiza que la herramienta no se realice a demasiada profundidad en el hueso.

Las medidas descritas anteriormente pueden usarse de forma especialmente ventajosa en una combinación entre ellas. No obstante, también es posible aplicar sólo algunos de estos pasos en la preparación de la operación correspondiente. Esto se refiere especialmente a la determinación de la posición de la cavidad de recepción con respecto a la altura encima del plano de gota de lágrima, con respecto a la distancia de la cavidad de recepción en relación con el acetábulo secundario en la dirección craneal, con respecto a la distancia de la cavidad de recepción en relación con el borde dorsal del hueso pélvico y con respecto a la determinación de la profundidad de inmersión de la cavidad de recepción por el posicionamiento de un punto de referencia en el hueso pélvico o en el lado posterior del hueso pélvico. Cada una de estas medidas puede emplearse de manera ventajosa por si sola, pero también pueden aplicarse varias o todas estas medidas juntas.

La siguiente descripción de formas de realización ventajosas de la invención sirve para una explicación más detallada en contexto con el dibujo. Muestran:

La figura 1 una vista de un quirófano con un sistema de navegación y un paciente, así como con instrumentos quirúrgicos provistos de elementos de marcado para el sistema de navegación;

la figura 2 una representación esquemática de un hueso pélvico provisto de un elemento de marcado y de los puntos de palpado usados para la determinación del plano de entrada de la pelvis;

la figura 3 una representación esquemática del hueso pélvico y de un instrumento palpador navegado durante el palpado de un plano de gota de lágrima;

la figura 4 un alzado esquemático del hueso pélvico con un instrumento palpador navegado que atraviesa un orificio artificial en la zona del acetábulo;

la figura 5 un alzado lateral del hueso pélvico durante la realización de una cavidad de recepción con la ayuda de una fresa semiesférica;

la figura 6 una vista lateral de un hueso pélvico con puntos de medición en el borde dorsal del hueso pélvico y con indicaciones relativas a la posición del plano de gota de lágrima, de un plano frontal ventral y un plano frontal dorsal, y a la posición de un acetábulo primario y de un acetábulo secundario;

la figura 7 una vista esquemática de un hueso pélvico con un instrumento palpador insertado en el acetábulo secundario para la determinación de los datos de posición del acetábulo secundario y

la figura 8 una vista parcial esquemática del hueso pélvico con un acetábulo primario y un acetábulo secundario y con una indicación de su distancia en la dirección craneal.

Para la realización de la implantación de una articulación coxofemoral en un paciente 1 se usa un sistema de navegación capaz de determinar la posición y la orientación - que en su conjunto se denominan posición - de elementos de marcado 2 en el espacio. Estos elementos de marcado 2 pueden unirse fijamente con parte del cuerpo, instrumentos etc., y permiten por tanto determinar la posición de dichas partes del cuerpo e instrumentos en el espacio. La determinación se realiza a través de emisores 3 estacionarios, dispuestos a una distancia entre sí, que al mismo tiempo están configurados como receptores y que reciben la radiación enviada por ellos, que se refleja en reflectores de los elementos de marcado 2, dispuestos a una distancia entre sí.

Los datos de posición de los elementos de marcado 2 y, por tanto, las partes del cuerpo e instrumentos unidos rígidamente con ellos, se registran en un dispositivo de procesamiento de datos 4 y se procesan, y en una pantalla 5 controlada por el dispositivo de procesamiento de datos 4, estas partes del cuerpo e instrumentos pueden representarse en su posición relativa unas respecto a otros.

En la figura 4 está representado esquemáticamente un hueso pélvico 6 junto con la parte superior de un hueso femoral 7 que se sumerge con una cabeza femoral 8 en un acetábulo natural no representado en detalle en el dibujo. En el ejemplo representado en la figura 4, este acetábulo está desplazado hacia arriba - es decir, en la dirección craneal - con respecto a la posición anatómica normal; el contorno de este acetábulo desplazado hacia arriba está señalizado por una serie de puntos.

Durante la sustitución de la articulación coxofemoral, la articulación coxofemoral ha de desplazarse hacia abajo - es decir, en la dirección caudal - de tal forma que adopte la posición anatómica correcta en el hueso pélvico; esta posición anatómica correcta se indica en la figura 4 por una línea de arco circular en rayas discontinuas. Por lo tanto, existe el objetivo de localizar y determinar dicha posición anatómica correcta en el hueso pélvico. Para ello, no se puede recurrir al acetábulo natural, dado que éste se ha alejado de manera indefinible de la posición ideal anatómica a causa de la alteración patológica.

Por lo tanto, es necesario establecer, mediante determinados puntos pronunciados en el hueso pélvico, un sistema de referencia, a partir del cual pueda definirse la posición de la cavidad de recepción que recibe el acetábulo artificial.

Para este fin, por una parte, el hueso pélvico 6 se une rígidamente con el elemento de marcado 2; éste por ejemplo puede estar enroscado en el hueso pélvico mediante un tornillo óseo.

Además, se usa un instrumento palpador 9 que asimismo lleva un elemento de marcado 2 y que presenta sustancialmente un mango 10 y un vástago 11 alargado con una punta 12, sujeto en éste (figura 3).

El cirujano aplica el instrumento palpador 9 en diferentes puntos pronunciados del hueso pélvico 6, de tal forma que la punta 12 entra en contacto directo con dichos puntos pronunciados. Esto es posible a través de la piel que en estos puntos yace directamente sobre el hueso pélvico. Se trata de las dos espinas ilíacas anterosuperiores 13, 14 en el lado superior del hueso pélvico 6 y de la sínfisis púbica 15 en el lado inferior del hueso pélvico 6 y en el centro de éste. Los datos de posición de estos tres puntos pronunciados se suministran, a través del instrumento palpador 9 navegado, al dispositivo de procesamiento de datos 4 que a partir de esos tres puntos calcula un plano, a saber, el llamado plano de entrada 16 de la pelvis (figura 2).

En un siguiente paso, con la ayuda del instrumento palpador 9, en aquel lado del hueso pélvico en el que ha de insertarse el implante, se localiza palpando un pequeño saliente cerca de la articulación coxofemoral, a saber, el llamado punto de gota de lágrima 17 (figura de lágrima según Köhler). Este punto es relativamente fácil de palpar y tan pequeño que los datos de estos puntos pueden determinarse con una elevada precisión y suministrase al dispositivo de procesamiento de datos.

El dispositivo de procesamiento de datos calcula una línea que se extiende paralelamente con respecto a la línea de unión de las dos espinas ilíacas anterosuperiores y que atraviesa el punto de gota de lágrima 17 palpado. La línea generada de esta forma se denomina línea de gota de lágrima 18; une los dos puntos de gota de lágrima 17 en lados opuestos del hueso pélvico 6.

El dispositivo de procesamiento de datos 4 calcula ahora, a partir de los datos de posición del plano de entrada 16 de la pelvis y de los datos de posición de la línea de gota de lágrima 18, un plano de gota de lágrima 19 que es perpendicular con respecto al plano de entrada 16 de la pelvis y en el que se encuentra la línea de gota de lágrima 18. Mientras que, con el hueso pélvico 6 recto, el plano de entrada de pelvis 16 es sustancialmente un plano frontal vertical, el plano de gota de lágrima 19 se extiende sustancialmente de forma horizontal atravesando los dos puntos de gota de lágrima 17.

En un siguiente paso, en el hueso pélvico 6 se realiza un taladro en la dirección medial, a través del cual el hueso pélvico 6 se perfora desde fuera hacia dentro. Este taladro 20 se extiende sustancialmente de forma paralela respecto a la línea de gota de lágrima 18 y a una altura encima del plano de gota de lágrima 19 que se encuentra aproximadamente en el centro de la cavidad de recepción 21 prevista. Esta altura puede estimarse por las herramientas empleadas; estas herramientas generalmente están configuradas como cabezas de fresado semiesféricas, de modo que seleccionando un cabezal de fresado determinado queda determinado también el tamaño de la cavidad de recepción.

Por lo tanto, al cirujano le es posible estimar dentro de ciertos límites la altura del taladro 20 encima del plano de gota de lágrima 19.

Al estimar la altura del taladro 20 encima del plano de gota de lágrima 19, dado el caso, ha de tenerse en cuenta también la posición del acetábulo secundario, en el que está alojado el hueso femoral 7 antes de la operación. Si la distancia del acetábulo primario, en el que ha de alojarse el hueso femoral después de la operación, y del acetábulo secundario en la dirección craneal sobrepasa un valor determinado, esto puede provocar un desplazamiento del hueso femoral en relación con el hueso pélvico, en cuyo caso pueden producirse daños del tejido muscular y de los nervios por un estiramiento excesivo. Para evitarlo, según una forma de realización preferible de la invención está previsto que se determinan la posición del acetábulo secundario en el hueso pélvico y, en particular, la distancia con respecto al plano de gota de lágrima. Esto puede realizarse con la ayuda del palpador 9 con el que se registra por puntos la superficie de alojamiento del acetábulo secundario. A partir de estos datos de posición y de la suposición de que esta superficie de alojamiento está configurada de forma aproximadamente esférica, el dispositivo de procesamiento de datos puede calcular el punto central del acetábulo secundario y, a partir de ello, una distancia de los puntos centrales del acetábulo primario con respecto al acetábulo secundario; este desplazamiento está designado por el signo de referencia 31 en la figura 8.

Puede estar previsto que el valor de este desplazamiento no deba sobrepasar un valor máximo, es decir, por ejemplo, un valor entre 25 y 40 mm, que define el cirujano mismo. De esta forma, se puede realizar una corrección de la posición del acetábulo primario de tal forma que aumente la altura del acetábulo primario encima del plano de gota de lágrima, es decir, de tal forma que el borde del acetábulo primario ya no se encuentre en el plano de gota de lágrima, sino encima de éste.

La posición del acetábulo secundario también podría determinarse con un implante de prueba navegado o con un palpador navegado con una superficie de contacto esférica, tal como está representado en la figura 7. Un palpador 32 de este tipo se inserta con la superficie de contacto 33 esférica en el acetábulo secundario. Entonces, por la extensión de la superficie de contacto 33 esférica, el dispositivo de procesamiento de datos puede determinar el punto central de ésta y usar los datos de posición de este punto central como centro del acetábulo secundario para la determinación de la distancia con respecto al acetábulo primario. El taladro 20 se dispone en la dirección anteroposterior, de tal forma que también se extienda sustancialmente en el centro de la cavidad de recepción que se ha de realizar. Esto también se puede estimar, de modo que el cirujano puede determinar el punto de entrada y la dirección del taladro 20. Esto se realiza preferentemente con la ayuda del instrumento palpador 9. Es que el cirujano puede poner el instrumento palpador navegado en la posición correspondiente y, entonces, marcar un punto de entrada para el taladro 20, por ejemplo, mediante leves golpes de martillo.

La cavidad de recepción debe estar posicionada de tal forma que el borde dorsal 34 en forma de medialuna, configurado como saliente óseo (figura 6), no se dañe durante la realización de la cavidad de recepción. Para conseguir esto, se puede prever que el cirujano palpe con el instrumento palpador 9 uno o varios puntos de medición 35 en el borde dorsal 34, transmitiendo sus datos de posición al dispositivo de procesamiento de datos. Eventualmente, este palpado no es muy exacto, porque el borde dorsal 34 tiene cierta extensión y porque puede ser difícil alcanzar el borde dorsal en toda su extensión en la herida de operación.

Por lo tanto, el dispositivo de procesamiento de datos puede estar programado de tal forma que al palpar un número determinado de puntos de medición 35, elija aquél punto que presente el mayor desplazamiento en la dirección ventral.

Si se ha determinado sólo un punto de medición o si de la manera descrita se ha elegido el punto de medición más ventral de entre una multitud, el dispositivo de procesamiento de datos puede colocar a través de dicho punto de medición un plano frontal dorsal 36 paralelo respecto al plano de entrada de la pelvis, y usar este plano frontal dorsal 36 para determinar la posición de la cavidad de recepción en la dirección anteroposterior. Es que la cavidad de recepción se sitúa de tal forma que el borde de la cavidad de recepción o el punto central de dicho plano frontal dorsal 36 no debe quedar debajo de un valor mínimo que en todo caso se elige de tal forma que la cavidad de recepción no dañe el borde dorsal 34.

Generalmente, sería posible determinar también en el borde ventral del hueso pélvico 4 de la misma manera puntos de medición y determinar allí un plano frontal ventral 37, de tal forma que se estreche la zona en la que puede extenderse la cavidad de recepción; esto también puede conducir a una limitación del tamaño de las herramientas empleadas para realizar la cavidad de recepción y, por tanto, del tamaño de los acetábulos implantados.

Por lo tanto, mediante el plano de gota de lágrima y, dado el caso, el plano frontal dorsal y eventualmente un plano frontal ventral, se le facilitan al cirujano datos geométricos, con los que puede planificar previamente de forma exacta la posición de la cavidad de recepción y realizarla después, pudiendo corregir esta disposición además por la condición secundaria, según la cual la distancia entre el acetábulo secundario y el acetábulo primario no debería sobrepasar un valor determinado.

Una vez determinados los datos de la manera descrita, el taladro 20 se realiza cuidadosamente en el hueso pélvico con un aparato taladrador no representado en el dibujo, para evitar una repentina rotura y, por tanto, una lesión del tejido blando en el interior del hueso pélvico.

El taladro 20 se usa para determinar el grosor del hueso pélvico 6 en la zona del taladro 20. Para ello, por el taladro 20 se hace pasar otro instrumento palpador 21 que asimismo lleva un elemento de marcado 2 y, por tanto, es navegable. Tiene una estructura similar al instrumento palpador 9, por lo que las piezas idénticas llevan los mismos signos de referencia. Únicamente, está doblada en ángulo recto la punta 12, de forma que en el lado interior de la punta 12 doblada queda formada una superficie de contacto 22 que durante el paso del instrumento palpador 21 por el taladro 20 y durante su retirada subsiguiente puede ponerse en contacto con el lado posterior 23 del hueso pélvico (figura 4). De esta manera, se puede determinar la posición de dicho lado posterior 23 que al mismo tiempo es una medida del grosor del hueso pélvico 6.

El punto de salida del taladro 20 en el lado posterior 23, obtenido de esta forma, se elige como punto de referencia 24 para el procedimiento subsiguiente.

En un procedimiento ligeramente modificado, no descrito en detalle, un punto de referencia 24' de este tipo se obtiene de una manera ligeramente modificada, de tal forma que un instrumento palpador navegado se acerca al punto que anteriormente se ha definido como punto de entrada del taladro 20. Tal punto en el interior del hueso pélvico 6 se puede obtener, por ejemplo, de tal forma que el instrumento palpador 9 se hace avanzar en la dirección medial en la zona de la cavidad de recepción que se ha de realizar, en la misma posición que el taladro 20, pero no tanto que el instrumento palpador atraviese el hueso pélvico.

En este caso, pues, el punto de referencia 24' estará situado en el interior del hueso pélvico.

En ambos casos, este punto de referencia 24 ó 24' sirve para ofrecerle al cirujano una medida de cómo debe hacer avanzar la cabeza de fresado semiesférica representada por ejemplo en la figura 5, para realizar una cavidad de recepción en el hueso pélvico 6 en la posición deseada y con la profundidad deseada.

El dispositivo de procesamiento de datos recibe, de parte del elemento de marcado enroscado en el hueso pélvico 6, información sobre la posición del hueso pélvico pudiendo calcular a partir de la misma la posición del punto de referencia 24 ó 24'; la herramienta navegada 25 también transmite al dispositivo de procesamiento de datos sus datos de posición a través del elemento de marcado conectado con ella, y por tanto, en la pantalla 15 se puede representar como la herramienta 25 se hace avanzar con respecto al hueso pélvico 6. Para ello, a la representación eventualmente puede copiarse también el plano de gota de lágrima 19 y/o la línea de gota de lágrima 18.

Evidentemente, también pueden visualizarse otros datos en la pantalla, por ejemplo, la posición del acetábulo primario y del acetábulo secundario, la posición de los puntos de medición 35, la posición del plano frontal dorsal 36 o, dado el caso, de un plano frontal ventral 37, así como los datos de la distancia 31 entre el acetábulo primario y el acetábulo secundario en la dirección craneal.

Al hacer avanzar la herramienta 25, el cirujano ve como está orientada con respecto al plano mencionado y, por tanto, al hueso pélvico, y la profundidad a la que la herramienta entra en el hueso pélvico.

Adicionalmente, el dispositivo de procesamiento de datos puede determinar la distancia de la superficie exterior 26 de la herramienta 25 o del punto central 27 de la herramienta 25 con respecto a los puntos de referencia 24 ó 24' obteniendo de esta forma una medida de la profundidad de penetración de la herramienta 25. En lugar de una determinación directa de la distancia con respecto a los puntos de referencia 24, 24', el dispositivo de procesamiento de datos también puede determinar un plano sagital que atraviesa el punto de referencia 24 o el punto de referencia 24'. Se trata sustancialmente de un plano que se encuentra tanto perpendicularmente sobre el plano de entrada de la pelvis como sobre el plano de gota de lágrima.

\newpage

En cualquier caso, el dispositivo de procesamiento de datos vigilará que se cumplan los valores límite entre la herramienta (superficie exterior o punto central) y los planos geométricos o puntos que se han determinado de la manera descrita anteriormente. En cuanto se produzca una desviación de los valores extremos, el dispositivo de procesamiento de datos emitirá una advertencia evitando que el cirujano guía la herramienta de manera no deseada, es decir, por ejemplo, que la haga entrar a demasiada profundidad en el hueso pélvico, que trabaje demasiado cerca del borde dorsal 34 o que tienda a una distancia demasiado grande respecto al acetábulo secundario.

Durante el desplazamiento de la cavidad ósea en la dirección caudal, dado el caso, es necesario rellenar una parte de la cavidad natural del acetábulo secundario con un implante óseo, para obtener la posibilidad de poder generar en una posición situada a mayor profundidad una cavidad de recepción dispuesta completamente dentro del material óseo. Esto se consigue habitualmente mediante la inserción de implantes óseos en la zona de la cavidad de recepción natural original; esto se indica en la figura 5 mediante un implante óseo 29 sujeto en el hueso pélvico 6 mediante tornillos óseos 28. Éste puede formarse, por ejemplo, a partir de la cabeza femoral mecanizada y reseccionada de manera correspondiente.

Claims (22)

1. Sistema de navegación quirúrgico para una herramienta (25) navegada para realizar una cavidad de recepción para un acetábulo en un hueso pélvico (6) navegado, con un instrumento palpador (9) navegado y con un dispositivo de procesamiento de datos (4) para procesar los datos de posición de las piezas navegadas, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que a partir de los datos de posición de un punto de gota de lágrima (17) (figura de lágrima según Köhler) en el hueso pélvico (6), determinados con la ayuda del instrumento palpador (9) navegado, a partir de los datos de posición del plano de entrada (16) de la pelvis y a partir de los datos de posición de las dos espinas ilíacas anterosuperiores (13, 14) del hueso pélvico (6), determina un plano de gota de lágrima (19) que se extiende a través del punto de gota de lágrima (17) y que es perpendicular respecto al plano de entrada (16) de la pelvis y paralelo respecto a una línea que une las dos espinas ilíacas anterosuperiores (13, 14), porque a una altura predefinida encima del plano de gota de lágrima (19) determina un punto de referencia (24, 24') en una posición predefinida en la dirección anteroposterior y a una distancia predefinida con respecto a la superficie exterior del hueso pélvico (6) en la dirección lateromedial, porque usando los datos de posición de un acetábulo secundario desplazado en la dirección craneal con respecto al acetábulo primario calcula la altura del punto de referencia (24, 24') encima del plano de gota de lágrima (19) de tal forma que no se exceda un valor máximo de la distancia entre la altura del punto de referencia (24, 24') y el acetábulo secundario, y porque calcula la posición de la herramienta (25) con respecto al hueso pélvico (6) y con respecto al punto de referencia (24, 24').

2. Sistema de navegación según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que a partir de los datos de posición de las dos espinas ilíacas anterosuperiores (13, 14) y de la sínfisis púbica (15) del hueso pélvico (6), determinados mediante el instrumento palpador (9), calcula el plano de entrada (16) de la pelvis.

3. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que la altura del punto de referencia (24, 24') encima del plano de gota de lágrima (19) se elige en función del dimensionamiento de la herramienta (25) y, por tanto, del tamaño deseado de la cavidad de recepción, de tal forma que el borde inferior de la cavidad de recepción queda situado aproximadamente en el plano de gota de lágrima (19).

4. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el valor máximo asciende a 40 mm.

5. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el valor máximo asciende a 25 mm.

6. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que determina el valor máximo entre un punto central del acetábulo secundario y los puntos de referencia (24, 24').

7. Sistema de navegación según la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que a partir de los datos de posición de un hueso femoral (7) navegado que se ha movido en el acetábulo secundario, antes de la operación, con respecto al hueso pélvico (6), determina el centro del movimiento del hueso femoral (7), usando dicho centro como punto central del acetábulo secundario.

8. Sistema de navegación según la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que a partir de los datos de posición de un instrumento palpador (32) navegado, aplicado en la superficie de alojamiento del acetábulo secundario, determina la posición del acetábulo secundario, y porque a partir de los datos de posición del acetábulo secundario determina su centro como punto central del acetábulo secundario.

9. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que elige la posición del punto de referencia (24, 24') en la dirección anteroposterior, de tal forma que se encuentre aproximadamente en el centro de la cavidad de recepción.

10. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que a partir de los datos de posición determinados por la aplicación de un palpador (9) navegado en uno o varios puntos de medición (35) del borde dorsal (34) del hueso pélvico (6) en la zona del acetábulo primario, se determina una posición de la cavidad de recepción de tal forma que la distancia del borde de la cavidad de recepción con respecto al punto de medición (35) o a los puntos de medición del borde dorsal (34) no pase por debajo de un valor mínimo determinado.

11. Sistema de navegación según la reivindicación 10, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que de entre los datos de posición de varios puntos de medición (35) del borde dorsal (34) del hueso pélvico (6) elige aquél que más lejos esté dispuesto en la dirección ventral, y de tal forma que a partir de los datos de posición de dicho punto de medición (35) elegido determina el valor mínimo determinado.

12. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que determina un plano frontal dorsal (36) que atraviesa un punto de medición (35) del borde dorsal (34), y que determina el valor mínimo determinado entre el borde de la cavidad de recepción y dicho plano frontal dorsal (36).

13. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que determina la distancia del punto de referencia (24) con respecto a la superficie exterior del hueso pélvico (6) a partir de los datos de posición de un instrumento palpador (21) navegado que se hace pasar en la dirección medial por el hueso pélvico (6), a través de un orificio artificial (20) en la zona del acetábulo primario del hueso pélvico (6), hasta alcanzar el lado posterior (23) del hueso pélvico (6).

14. Sistema de navegación según la reivindicación 13, caracterizado porque para determinar la distancia del punto de referencia (24) desde la superficie exterior del hueso pélvico (6), el instrumento palpador (21) presenta una superficie de contacto (12) que sobresale lateralmente de un vástago (11) para el contacto con el lado posterior (23) del hueso pélvico (6).

15. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que calcula la menor distancia de la superficie exterior (26) de la herramienta (25), que sirve para mecanizar el hueso, con respecto al punto de referencia (24, 24').

16. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que calcula la menor distancia entre el punto central (27) de la herramienta (25) y los puntos de referencia (24, 24').

17. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que calcula la menor distancia de la superficie exterior (26) de la herramienta (25), que sirve para mecanizar el hueso, con respecto a un plano sagital que atraviesa el punto de referencia (24, 24').

18. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que calcula la menor distancia entre el punto central (27) de la herramienta (25) y un plano sagital que atraviesa el punto de referencia (24, 24').

19. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que indica en una pantalla (5) la posición relativa de la herramienta (25) y del punto de referencia (24, 24') o del plano sagital dado por el punto de referencia (24, 24').

20. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones 7 a 19, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que indica en una pantalla (5) la posición relativa de la herramienta (25) y del acetábulo secundario.

21. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones 10 a 19, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que indica en una pantalla (5) la posición relativa de la herramienta (25) y de los puntos de medición (35) del borde dorsal (34) del hueso pélvico (6) y/o del plano frontal dorsal (36).

22. Sistema de navegación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de procesamiento de datos (4) está programado de tal forma que genera una señal de advertencia en cuanto se pase por encima o por debajo de valores críticos.