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本发明公开了一种假体髋关节，所述假体髋关节包括：(a)股骨部件，其包括股骨头；和(b)髋臼部件，其包括髋臼杯和髋臼杯插入件，所述髋臼杯插入件的尺寸设定成容纳所述股骨头，其中所述股骨头的尺寸设定成具有与患者的天然股骨头的球心匹配的球心，其中所述髋臼杯的尺寸设定成具有腔，所述腔具有与患者的天然髋臼的球心匹配的球心，并且其中所述股骨部件的股骨头中心与所述髋臼杯的腔的中心同心。

1.  一种矫形外科髋关节，包括：
植入式股骨部件，其具有第一共振频率；
植入式髋臼部件，其具有第二共振频率；
和，
振动阻尼器，其被安装到所述植入式股骨部件和所述植入式髋臼部件中的至少一个；
其中由所述股骨部件和所述髋臼部件之间的相互作用引起的频率接近股骨、骨盆和髋关节周围的结缔组织中的至少一个的共振频率。

2.  根据权利要求1所述的矫形外科髋关节，其中：
所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头；
所述股骨颈能够与所述股骨头分离；并且，
所述振动阻尼器包含所述股骨颈的至少一部分。

3.  根据权利要求1所述的矫形外科髋关节，其中：
所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头；
所述股骨颈能够与所述股骨头分离；并且，
所述振动阻尼器介于所述股骨颈和所述股骨头之间。

4.  根据权利要求1所述的矫形外科髋关节，其中：
所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头；并且，
所述振动阻尼器包括缠绕在所述股骨柄周围的套管。

5.  根据权利要求1所述的矫形外科髋关节，其中：
所述植入式髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件；并且，
所述振动阻尼器介于所述髋臼杯和所述髋臼杯插入件之间。

6.  根据权利要求1所述的矫形外科髋关节，其中；
所述植入式髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件；并且，
所述振动阻尼器被安装到所述髋臼杯的骨侧。

7.  根据权利要求1所述的矫形外科髋关节，其中所述振动阻尼器包含硅橡胶、弹性硅橡胶、杜仲胶、盐水橡胶、gore-tex、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚乙烯、聚酯、丝绸、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯醇-水凝胶中的至少一种。

8.  一种通过矫形外科髋关节的至少一个部件减少振动传播的方法，所述方法包括：将振动阻尼器安装到矫形外科髋关节的股骨部件和髋臼部件中的至少一个。

9.  根据权利要求8所述的方法，其中：
所述股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头；并且，
所述振动阻尼器包括缠绕在所述股骨柄周围的套管。

10.  根据权利要求8所述的方法，其中：
所述股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头；并且，
所述振动阻尼器介于所述股骨颈和股骨头之间。

保持适当力学的全髋关节置换术
本申请是于2012年2月24日提交的已进入中国国家阶段的PCT专利申请(中国国家申请号为201280010344.X，国际申请号为PCT/US2012/026492，发明名称为“MAINTAININGPROPERMECHANICSTHA”)的分案申请。
相关技术
技术领域。
本公开涉及矫形外科髋植入物、其部件、和制备用于外来物植入的天然组织的方法、以及植入外来物诸如矫形外科髋及其部件的方法。
相关技术的简要讨论
人造髋的一个常见问题是，由于股骨头球体不再完全坐置在髋臼杯内而引起的脱位。脱位在人造髋关节置换或修正外科手术之后立即为特别有问题的。本领域的技术人员知道，为了建立用于置换矫形外科植入物的通路，在外科手术过程中会损伤或移除在天然关节周围的软组织。即使在人造关节修正外科手术的情况下，也会损伤软组织以获得人造关节的通路。
脱位在众多方面是有问题的。首先，脱位会产生明显的运动学问题，因为关节部件没有对齐以如设计的或预期的那样起作用。其次，脱位通常导致由施加到周围组织的非故意负载引起的关节痛。第三，脱位通常导致在关节周围的组织的肿胀。第四，脱位可以产生“砰”声，其与球体反复进出杯有关。第五，脱位会造成在关节中产生力矩。第六，脱位会导致杯和/或股骨头的过早磨损，从而增加关节失效或关节松动的可能性。
关于脱位的原因以及减少或抑制脱位的方法和装置，存在许多假定。例如，某些矫形外科髋关节包括永久保留环以将股骨头锁定到髋臼杯中。但是这些保留环会导致活动范围减少。随着接受关节置换和修正外科手术的患者的年龄下降和老年人活动水平增加，活动范围减少不是大多数患者为了抑制脱位而愿意做出的权衡。
现有全髋关节置换术（THA）的另一个问题是，在髋臼杯内发生的股骨头分离，从而导致股骨头在上-外侧方向滑出并然后在下-内侧方向滑回。股骨头在髋臼杯内的这种滑动发生会导致下述观察结果：目前，全髋关节置换术不会作为后旋关节起作用，而是已经诱发在天然髋关节中不存在的不可取的剪切力。股骨头分离的该诱因可能是发生髋脱位的主要原因。
发明内容
本发明的第一方面是，提供一种矫形外科髋关节，其包括：(a)具有第一共振频率的植入式股骨部件；(b)具有第二共振频率的植入式髋臼部件；和(c)安装到植入式股骨部件和植入式髋臼部件中的至少一个的振动阻尼器，其中由所述股骨部件和所述髋臼部件之间的相互作用引起的频率接近股骨、骨盆和髋关节周围的结缔组织中的至少一个的共振频率。
在第一方面的一个更详细的实施例中，所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头，所述股骨颈能够与所述股骨头分离，并且所述振动阻尼器包括股骨颈的至少一部分。在另一个更详细的实施例中，所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头，所述股骨颈能够与所述股骨头分离，并且所述振动阻尼器介于所述股骨颈和所述股骨头之间。在另一个详细的实施例中，所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头，并且所述振动阻尼器包括缠绕在所述股骨柄周围的套管。在一个更详细的实施例中，所述植入式髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件，并且所述振动阻尼器介于所述髋臼杯和所述髋臼杯插入件之间。在一个更详细的实施例中，所述植入式髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件，并且所述振动阻尼器被安装到所述髋臼杯的骨侧。在一个更详细的实施例中，所述振动阻尼器包含以下材料中的至少一种：硅橡胶、弹性硅橡胶、杜仲胶、盐水橡胶、gore-tex、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚乙烯、聚酯、丝绸、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯醇-水凝胶。
本发明的第二方面是，提供一种通过矫形外科髋关节的至少一个部件来减少振动传播的方法，所述方法包括：将振动阻尼器安装到矫形外科髋关节的股骨部件和髋臼部件中的至少一个。
在第二方面的一个更详细的实施例中，所述股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头，并且所述振动阻尼器包括缠绕在所述股骨柄周围的套管。在另一个更详细的实施例中，所述股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头，并且所述振动阻尼器介于所述股骨颈和所述股骨头之间。在另一个详细的实施例中，所述髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件，并且所述振动阻尼器介于所述髋臼杯和所述髋臼杯插入件之间。在一个更详细的实施例中，所述髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件，并且所述振动阻尼器被安装到所述髋臼杯的骨侧。
本发明的第三方面是，提供一种矫形外科髋关节，其包括：(a)植入式股骨部件，其包括表现出第一磁场的第一磁体；和(b)植入式髋臼部件，其包括表现出第二磁场的第二磁体。
在第三方面的一个更详细的实施例中，所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头，所述股骨头包括第一磁体，并且所述第一磁体被定向成使得在植入时其正极比所述第一磁体的负极更靠近第二磁体。在另一个更详细的实施例中，所述植入式髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件，并且所述第二磁体被定向成使得在植入时其负极比所述第二磁体的正极更靠近第一磁体的正极。在另一个详细的实施例中，所述植入式髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件，并且所述第二磁体被定向成使得在植入时其正极比所述第二磁体的负极更靠近第一磁体的正极。在一个更详细的实施例中，所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头，所述股骨头包括第一磁体，并且所述第一磁体被定向成使得在植入时其负极比所述第一磁体的正极更靠近第二磁体。在一个更详细的实施例中，所述植入式髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件，并且所述第二磁体被定向成使得在植入时其负极比所述第二磁体的正极更靠近第一磁体的负极。在一个更详细的实施例中，所述植入式髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件，并且所述第二磁体被定向成使得在植入时其正极比所述第二磁体的负极更靠近第一磁体的负极。在另一个更详细的实施例中，所述髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件，并且所述第二磁体是髋臼杯的一部分。在另一个更详细的实施例中，所述髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件，并且所述第二磁体是髋臼杯插入件的一部分。在另一个更详细的实施例中，所述髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件，所述髋臼部件包括多个磁体，其中所述多个磁体包括第二磁体，并且所述多个磁体中的至少两个被定向成使得每个磁体的负极在植入时比每个磁体的正极更靠近股骨部件的股骨头。
在第三方面的另一个更详细的实施例中，所述多个磁体中的至少两个关于延伸穿过所述髋臼部件的轴线对称地定向。在另一个更详细的实施例中，所述多个磁体中的至少两个关于延伸穿过所述髋臼部件的轴线不对称地定向。在另一个详细的实施例中，所述髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件，所述髋臼部件包括多个磁体，其中所述多个磁体包括第二磁体，并且所述多个磁体中的至少两个被定向成使得每个磁体的正极在植入时比每个磁体的负极更靠近股骨部件的股骨头。在一个更详细的实施例中，所述多个磁体中的至少两个关于延伸穿过所述髋臼部件的轴线对称地定向。在一个更详细的实施例中，所述多个磁体中的至少两个关于延伸穿过所述髋臼部件的轴线不对称地定向。
本发明的第四方面是，提供一种减少矫形外科髋关节部件之间的冲击力的方法，所述方法包括：(a)使第一磁场与矫形外科关节的股骨部件关联，所述第一磁场具有正极和负极；以及(b)使第二磁场与矫形外科关节的髋臼部件关联，所述第二磁场具有正极和负极，其中所述正极和所述负极中的至少一个比所述正极和负极中的另一个更靠近彼此。
在第四方面的一个更详细的实施例中，使第一磁场与股骨部件关联的动作包括：包括磁体作为股骨头的一部分，所述股骨头的磁体被定向成所述正极比所述负极更靠近髋臼部件；使第二磁场与髋臼部件关联的动作包括：包括磁体作为髋臼杯和髋臼杯插入件中的至少一个的一部分，并且所述髋臼部件的磁体被定向成所述正极比所述负极更靠近股骨部件的磁体的正极。在另一个更详细的实施例中，使第一磁场与股骨部件关联的动作包括：包括磁体作为股骨头的一部分，所述股骨头的磁体被定向成所述负极比所述正极更靠近髋臼部件；使第二磁场与髋臼部件关联的动作包括：包括磁体作为髋臼杯和髋臼杯插入件中的至少一个的一部分，并且所述髋臼部件的磁体被定向成所述负极比所述正极更靠近股骨部件的磁体的正极。在另一个详细的实施例中，所述股骨部件的磁体是髋臼杯的一部分。在一个更详细的实施例中，所述股骨部件的磁体是髋臼杯插入件的一部分。在一个更详细的实施例中，使第二磁场与矫形外科关节的髋臼部件关联的步骤包括：建立多个正极和多个负极。
本发明的第五方面是，提供一种阻止矫形外科髋关节的股骨部件和髋臼部件之间的脱位的方法，所述方法包括：(a)使第一磁场与矫形外科关节的股骨部件关联，所述第一磁场具有正极和负极；以及(b)使第二磁场与矫形外科关节的髋臼部件关联，所述第二磁场具有正极和负极，其中所述正极中的一个和所述负极中的一个之间的吸引力起作用，以在植入时阻止股骨部件和髋臼部件之间的脱位。
在第五方面的一个更详细的实施例中，使第一磁场与股骨部件关联的动作包括：包括磁体作为股骨头的一部分，所述股骨头的磁体被定向成所述正极比所述负极更靠近髋臼部件；使第二磁场与髋臼部件关联的动作包括：包括磁体作为髋臼杯和髋臼杯插入件中的至少一个的一部分，并且所述髋臼部件的磁体被定向成所述负极比所述正极更靠近股骨部件的磁体的正极。在另一个更详细的实施例中，使第一磁场与股骨部件关联的动作包括：包括磁体作为股骨头的一部分，所述股骨头的磁体被定向成所述负极比所述正极更靠近髋臼部件；使第二磁场与髋臼部件关联的动作包括：包括磁体作为髋臼杯和髋臼杯插入件中的至少一个的一部分，并且所述髋臼部件的磁体被定向成所述正极比所述负极更靠近股骨部件的磁体的负极。在另一个详细的实施例中，所述股骨部件的磁体是髋臼杯的一部分。在另一个更详细的实施例中，所述股骨部件的磁体是髋臼杯插入件的一部分。在一个更详细的实施例中，使第二磁场与矫形外科关节的髋臼部件关联的步骤包括：建立多个正极和多个负极。
本发明的第六方面是，提供一种假体髋关节，其包括(a)股骨部件，其包括股骨头；和(b)髋臼部件，其包括髋臼杯和髋臼杯插入件，所述髋臼杯插入件的尺寸设定成容纳所述股骨头，其中所述股骨头的尺寸设定成具有与患者的天然股骨头的球心匹配的球心，其中所述髋臼杯的尺寸设定成具有腔，所述腔具有与患者的天然髋臼的球心匹配的球心，并且其中所述股骨部件的股骨头中心与所述髋臼杯的腔的中心同心。
在第六方面的一个更详细的实施例中，由行走过程中天然股骨头与天然髋臼的界面来确定患者的天然股骨头的球心。在另一个更详细的实施例中，由行走过程中天然股骨头与天然髋臼的界面来确定患者的天然髋臼的球心。在另一个详细的实施例中，患者的天然股骨头包括安装到天然股骨头的软骨。在一个更详细的实施例中，患者的天然髋臼的腔包括安装到天然髋臼的软骨。在一个更详细的实施例中，所述髋臼杯的径向厚度沿圆周长度是非均匀的。在一个更详细的实施例中，所述股骨头的径向厚度沿圆周长度是非均匀的。在另一个更详细的实施例中，所述髋臼杯的外表面是非球形的，并且所述髋臼杯的内表面是球形的。在另一个更详细的实施例中，所述髋臼杯的外表面是球形的，并且所述髋臼杯的内表面是非球形的。
本发明的第七方面是，提供一种设计矫形外科髋关节植入物的方法，所述方法包括：(a)对适合于髋关节置换手术的群体进行运动学分析；(b)使用所述运动学分析来建立所述群体中的每个人的天然股骨和天然髋臼之间的接触点；(c)建立假想球体，其与所述群体中的每个人的接触点关联；(d)确定所述群体中的每个人的假想球体的尺寸，包括半径、直径、周长和中心点中的至少一个；以及(e)使用所述群体中的每个人的假想球体的尺寸来设计股骨部件和髋臼部件中的至少一个。
在第七方面的一个更详细的实施例中，所述确定步骤包括：确定所述假想球体的中心点，其中所述中心点代表解剖学球心，并且所述设计步骤包括：将股骨部件设计成具有带有球面曲率的股骨球，所述球面曲率与假想假体球体相对应，所述假想假体球体具有与解剖学球心相同的中心。在另一个更详细的实施例中，所述群体包括单个人。在另一个详细的实施例中，所述群体包括多个人，其具有选自年龄、性别、种族、高度、骨大小中的至少一个共同特征。在一个更详细的实施例中，所述进行步骤包括：观察所述群体中的每个人的髋关节，其中在髋关节处于承重应力下时进行所述观察。在一个更详细的实施例中，所述观察包括：使用荧光镜透视检查、磁共振成像、CT成像、超声中的至少一种。在一个更详细的实施例中，所述进行步骤包括：观察所述群体中的每个人的髋关节，并且所述进行步骤包括：建立所述群体中的每个人的髋关节的三维模型；在另一个更详细的实施例中，所述建立步骤包括：使用髋关节的三维模型，利用碰撞检测分析来建立所述群体中的每个人的天然股骨和天然髋臼之间的接触点。在另一个更详细的实施例中，本发明还包括：绘制所述群体中的每个人的假想球体相对于骨质界标的位置地图。
本发明的第九方面是，提供一种制造矫形外科髋关节的方法，所述方法包括：(a)对适合于髋关节置换手术的群体进行运动学分析；(b)使用所述运动学分析来建立所述群体中的每个人的天然股骨和天然髋臼之间的接触点；(c)建立球体，其与所述群体中的每个人的接触点关联；(d)确定所述群体中的每个人的所述球体的尺寸，包括半径、直径、周长和中心点中的至少一个；(e)使用确定所述群体中的每个人的所述球体的尺寸来设计股骨部件和髋臼部件中的至少一个；以及(f)制造所述股骨部件和所述髋臼部件中的至少一个。
在第九方面的一个更详细的实施例中，所述确定步骤包括：确定所述假想球体的中心点，其中所述中心点代表解剖学球心，并且所述设计步骤包括：将股骨部件设计成具有带有球面曲率的股骨球，所述球面曲率与假想假体球体相对应，所述假想假体球体具有与解剖学球心相同的中心。在另一个更详细的实施例中，所述群体包括单个人。在另一个详细的实施例中，所述群体包括多个人，其具有选自年龄、性别、种族、高度、骨大小中的至少一个共同特征。在一个更详细的实施例中，所述进行步骤包括：观察所述群体中的每个人的髋关节，其中在髋关节处于承重应力下时进行所述观察。在一个更详细的实施例中，所述观察包括：使用荧光镜透视检查、磁共振成像、CT成像、超声中的至少一种。在一个更详细的实施例中，所述进行步骤包括：观察所述群体中的每个人的髋关节，并且所述进行步骤包括：建立所述群体中的每个人的髋关节的三维模型。在另一个更详细的实施例中，所述建立步骤包括：使用髋关节的三维模型，利用碰撞检测分析来建立所述群体中的每个人的天然股骨和天然髋臼之间的接触点。在另一个更详细的实施例中，本发明还包括：绘制所述群体中的每个人的假想球体相对于骨质界标的位置地图。
本发明的第十方面是，提供一种髋臼杯，其包括至少部分地描绘出凹面的碗形壁，所述碗形壁包括顶周边，所述顶周边划定在碗形壁中的第一开口，所述碗形壁还划定第二开口，所述第二开口的尺寸设定成允许股骨头韧带的至少一部分穿过。
在第十方面的一个更详细的实施例中，本发明还包括至少一个可操作地联接到所述壁的突片，所述至少一个突片包括通孔。在另一个更详细的实施例中，本发明还包括围绕所述壁的顶周边成圆周地分布的多个突片，所述多个突片中的每一个具有通孔。在另一个详细的实施例中，本发明还包括多个导向销，每个导向销的尺寸设定成允许插入每个突片的通孔中。
本发明的第十一方面是，提供假体髋关节的股骨部件，其包括能够插入股骨的髓内管中的股骨柄，所述股骨柄联接到股骨颈，所述股骨颈远离所述股骨柄朝近侧延伸，所述股骨颈可操作地联接到股骨球，所述股骨球被安装到所述股骨颈的近端，其中所述股骨球包括近侧腔。
在第十一方面的一个更详细的实施例中，所述股骨球的近侧腔为延伸穿过所述股骨球的通孔。在另一个更详细的实施例中，所述近侧腔延伸到股骨颈中。在另一个详细的实施例中，所述近侧腔延伸到股骨柄中。在一个更详细的实施例中，所述股骨柄、股骨颈和股骨球构成单个零件。在一个更详细的实施例中，所述近侧腔具有圆形横截面、矩形横截面和不规则的横截面中的至少一种。
本发明的第十二方面是，提供一种将髋臼部件安装到患者的方法，所述方法包括：(a)相对于髋臼来定位和对齐髋臼架，其中所述髋臼架包括具有通孔的碗形壁，所述通孔适合附接到髋臼的股骨头韧带的一部分穿过；(b)使用髋臼架作为导向件，在髋臼附近钻出参照孔；以及(c)将销插入每个参照孔中，其中所述定位和对齐步骤包括：将附接到髋臼的股骨头韧带的一部分插入髋臼架的通孔中。
在第十二方面的一个更详细的实施例中，所述方法进一步包括：使用所述销相对于骨盆定位导向杯，在所述导向杯就位时将导向销安装到髋臼，并在将导向销安装到髋臼之后移除导向杯。
本发明的第十三方面是，提供一种假体髋关节，其包含：(a)股骨部件，其包括具有股骨头腔的股骨头；和(b)髋臼部件，其包括髋臼杯和髋臼杯插入件，所述髋臼杯插入件和所述髋臼杯各自具有通孔，其中所述通孔与天然股骨头韧带的位置重叠。
在第十三方面的一个更详细的实施例中，所述股骨头腔的尺寸设定成容纳天然股骨的保持附接到天然股骨头韧带的部分。在另一个更详细的实施例中，所述股骨头腔延伸到股骨部件的颈中。在另一个详细的实施例中，所述股骨头腔延伸穿过股骨部件的颈并进入股骨部件的干中。在一个更详细的实施例中，所述髋臼杯和髋臼杯插入件的通孔被定向成与股骨头韧带安装到髋臼的位置对齐。
本发明的第十四方面是，提供一种植入矫形外科髋关节的方法，所述方法包括：(a)将髋臼部件植入和安装到天然髋臼；(b)将股骨部件植入和安装到天然股骨；以及(c)在植入和安装所述髋臼部件和所述股骨部件之后，保持天然股骨头韧带与所述天然髋臼和所述天然股骨中的至少一个之间的连接。
在第十四方面的一个更详细的实施例中，所述方法进一步包括：将附接到天然股骨头韧带的天然股骨头的一部分改形以形成股骨修正件，以及将所述股骨部件联接到所述股骨修正件。在另一个更详细的实施例中，本发明还包括：从天然股骨切断天然股骨头，其中所述股骨修正件包括安装到天然股骨头韧带上的股骨插入件，并且其中将所述股骨部件联接到所述股骨修正件的动作包括：将所述股骨插入件插入股骨部件的腔中。在另一个详细的实施例中，所述腔延伸到股骨部件的颈中。在一个更详细的实施例中，所述腔延伸穿过股骨部件的颈并进入股骨部件的干中。
本发明的第十五方面是，提供一种植入至少一个矫形外科髋关节部件的方法，所述方法包括：(a)进行下者中的至少一个：将髋臼部件植入和安装到天然髋臼和将股骨部件植入和安装到天然股骨；以及(b)保持天然股骨头韧带与所述天然髋臼和所述天然股骨中的至少一个之间的连接。
在第十五方面的一个更详细的实施例中，所述植入动作包括：将髋臼部件安装到天然髋臼，并且所述髋臼部件包括杯，所述杯具有孔口，天然股骨头韧带延伸穿过所述孔口。在另一个更详细的实施例中，所述植入动作包括：将股骨部件安装到天然股骨，并且所述股骨部件包括腔以容纳连接到天然股骨头韧带的天然股骨的至少一部分。在另一个详细的实施例中，本发明还包括：将附接到天然股骨头韧带的天然股骨头的一部分改形以形成股骨修正件，将股骨部件植入和安装到天然股骨，以及将所述股骨部件联接到所述股骨修正件。在一个更详细的实施例中，本发明还包括：从天然股骨切断天然股骨头，其中所述股骨修正件包括股骨插入件；并且其中将所述股骨部件联接到所述股骨修正件的动作包括：将所述股骨插入件插入股骨部件的腔中。在一个更详细的实施例中，所述植入动作包括：将髋臼部件植入和安装到天然髋臼，并且所述植入动作包括：将股骨部件植入和安装到天然股骨。在一个更详细的实施例中，本发明还包括：将系绳的第一部分安装到所述天然髋臼和所述髋臼部件中的至少一个，以及将系绳的第二部分安装到所述天然股骨和所述股骨部件中的至少一个。
本发明的第十六方面是，提供假体髋关节的髋臼部件，其包括：(a)髋臼杯，其适于被安装到天然髋臼；(b)第一髋臼杯插入件，其将被安装到髋臼杯并能够相对于所述髋臼杯重新定位；并且(c)第二髋臼杯插入件，其将被安装到第一髋臼杯插入件并能够相对于所述第一髋臼杯插入件重新定位，所述第一髋臼杯插入件介于所述第二髋臼杯插入件和所述髋臼杯之间。
在第十六方面的一个更详细的实施例中，所述髋臼杯包括在其内表面上的周向凹槽，所述第一髋臼杯包括被容纳在所述周向凹槽内的突出，并且所述突出能够相对于所述周向凹槽重新定位。在另一个更详细的实施例中，所述第一髋臼杯插入件包括在其外表面上的周向凹槽，所述髋臼杯包括在其内表面上的突出，并且所述周向凹槽能够相对于所述突出重新定位。在另一个详细的实施例中，所述第一髋臼杯插入件包括在其内表面上的周向凹槽，所述第二髋臼杯包括被容纳在所述周向凹槽内的突出，并且所述突出能够相对于所述周向凹槽重新定位。在一个更详细的实施例中，所述第二髋臼杯插入件包括在其外表面上的周向凹槽，所述第一髋臼杯插入件包括在其内表面上的突出，并且所述周向凹槽能够相对于所述突出重新定位。在一个更详细的实施例中，所述第一髋臼杯插入件能够在第一平面内相对于所述髋臼杯以能够滑动的方式重新定位，所述第一髋臼杯插入件能够在第二平面内相对于所述第二髋臼杯插入件以能够滑动的方式重新定位，并且所述第一平面相对于所述第二平面为大致垂直的。在一个更详细的实施例中，所述第一髋臼杯插入件能够相对于所述髋臼杯旋转地重新定位，并且所述第一髋臼杯插入件相对于所述第二髋臼杯插入件以能够滑动的方式重新定位。在另一个更详细的实施例中，所述第一髋臼杯插入件相对于所述髋臼杯以能够滑动的方式重新定位，并且所述第一髋臼杯插入件能够相对于所述第二髋臼杯插入件旋转地重新定位。
本发明的第十七方面是，提供一种组装假体髋关节的移动支承髋臼部件的方法，所述方法包括：(a)将第一髋臼杯插入件安装到髋臼杯，其中将第一髋臼杯插入件安装到髋臼杯包括：相对于所述髋臼杯来重新定位所述第一髋臼杯插入件，而不使所述第一髋臼杯插入件与所述髋臼杯脱离；以及(b)将第二髋臼杯插入件安装到第一髋臼杯插入件，其中将第二髋臼杯插入件安装到第一髋臼杯包括：相对于所述第一髋臼杯插入件来重新定位所述第二髋臼杯插入件，而不使所述第二髋臼杯插入件与所述第一髋臼杯插入件脱离。
在第十七方面的一个更详细的实施例中，相对于所述髋臼杯来重新定位所述第一髋臼杯插入件包括：使所述第一髋臼杯插入件抵靠所述髋臼杯滑动，并且相对于所述第一髋臼杯插入件来重新定位所述第二髋臼杯插入件包括：使所述第二髋臼杯插入件抵靠所述第一髋臼杯插入件滑动。在另一个更详细的实施例中，相对于所述髋臼杯来重新定位所述第一髋臼杯插入件包括：使所述第一髋臼杯插入件抵靠所述髋臼杯旋转，并且相对于所述第一髋臼杯插入件来重新定位所述第二髋臼杯插入件包括：使所述第二髋臼杯插入件抵靠所述第一髋臼杯插入件滑动。在另一个详细的实施例中，相对于所述髋臼杯来重新定位所述第一髋臼杯插入件包括：使所述第一髋臼杯插入件抵靠所述髋臼杯滑动，并且相对于所述第一髋臼杯插入件来重新定位所述第二髋臼杯插入件包括：使所述第二髋臼杯插入件抵靠所述第一髋臼杯插入件旋转。
本发明的第十八方面是，提供假体髋关节的髋臼部件，其包括：(a)髋臼杯，其适于被安装到天然髋臼；和(b)第一髋臼杯插入件，其将被安装到髋臼杯并能够相对于所述髋臼杯重新定位，所述第一髋臼杯插入件能够同时地重新定位成更加深入所述髋臼杯的内部和重新定位成在所述髋臼杯的轮廓之外。
在第十八方面的一个更详细的实施例中，所述髋臼杯包括在其内表面上的周向凹槽，所述第一髋臼杯包括被容纳在所述周向凹槽内的突出，并且所述突出能够相对于所述周向凹槽重新定位。在另一个更详细的实施例中，所述第一髋臼杯插入件包括在其外表面上的周向凹槽，所述髋臼杯包括在其内表面上的突出，并且所述周向凹槽能够相对于所述突出重新定位。
本发明的第十九方面是，提供一种组装假体髋关节的移动支承髋臼部件的方法，所述方法包括：将第一髋臼杯插入件安装到髋臼杯，其中将第一髋臼杯插入件安装到髋臼杯包括：同时地将所述第一髋臼杯插入件重新定位成更加深入所述髋臼杯的内部和将所述第一髋臼杯插入件重新定位成在所述髋臼杯的轮廓之外。
在第十九方面的一个更详细的实施例中，相对于所述髋臼杯来重新定位所述第一髋臼杯插入件包括：使所述第一髋臼杯插入件抵靠所述髋臼杯滑动。
本发明的第二十方面是，提供一种修正天然股骨的近侧表面以容纳假体髋关节的股骨部件的方法，所述方法包括：(a)从天然股骨移除天然股骨头；(b)将所述天然股骨的颈改形；以及(c)将假体股骨部件安装到经改形的颈上。
在第二十方面的一个更详细的实施例中，所述假体股骨部件包括股骨球。在另一个更详细的实施例中，所述假体股骨部件包括股骨球和股骨颈套管。在另一个详细的实施例中，所述股骨颈套管为圆柱形。在一个更详细的实施例中，所述股骨颈套管为截头圆锥形。
本发明的第二十一方面是，提供一种矫形外科髋关节，其包括：(a)具有第一共振频率的植入式股骨部件；和(b)具有第二共振频率的植入式髋臼部件，其中由所述股骨部件和所述髋臼部件之间的相互作用引起的频率不同于股骨、骨盆和髋关节周围的结缔组织中的至少一个的共振频率。
在第二十一方面的一个更详细的实施例中，所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头，并且所述股骨颈能够与所述股骨头分离。在另一个更详细的实施例中，所述植入式髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件。
本发明的第二十二方面是，提供一种设计矫形外科髋关节的方法，所述方法包括：(a)形成具有第一共振频率的植入式股骨部件；以及(b)形成具有第二共振频率的植入式髋臼部件，其中由所述股骨部件和所述髋臼部件之间的相互作用引起的频率不同于股骨、骨盆和髋关节周围的结缔组织中的至少一个的共振频率。
在第二十二方面的一个更详细的实施例中，所述股骨部件包括股骨柄、股骨颈和股骨头。在另一个更详细的实施例中，所述髋臼部件包括髋臼杯和髋臼杯插入件。
附图说明
图1是根据本公开的第一示例性假体髋关节的正透视图，该假体髋关节显示为具有患者的天然解剖学的重像。
图2是图1的第一示例性假体髋关节的正透视图，该假体髋关节显示为具有干阻尼器。
图3是图1的第一示例性假体髋关节的正透视图，该假体髋关节显示为具有髋臼杯阻尼器。
图4是图1的第一示例性假体髋关节的正透视图，该假体髋关节显示为具有髋臼杯插入件阻尼器。
图5是根据本公开的第二示例性假体髋关节的正透视图，该假体髋关节显示为具有患者的天然解剖学的重像。
图6是一个替代性示例性假体髋关节的正透视图，该假体髋关节显示为具有指示相同磁场以排斥某些部件的标记。
图7是另一个替代性示例性假体髋关节的正透视图，该假体髋关节显示为具有患者的天然解剖学的重像。
图8是人类骨盆和近侧股骨的剖面图，其显示了同心解剖学球体。
图9是人类骨盆和近侧股骨的主视图，其显示了同心解剖学球体。
图10是人类骨盆和近侧股骨的主视图，其显示了非同心解剖学球体。
图11是人类骨盆和近侧股骨的剖面图，其显示了非同心解剖学球体。
图12是人类骨盆和近侧股骨的主视图，其显示了非同心解剖学球体。
图13是人类骨盆和近侧股骨的主视图，其显示了非同心解剖学球体。
图14是人类近侧股骨的剖面图，其显示了正确选择的解剖学球体。
图15是人类骨盆的剖面图，其显示了正确选择的解剖学球体。
图16是人类骨盆和近侧股骨的剖面图，其显示了共同的解剖学球心。
图17是人类骨盆和近侧股骨的主视图，其显示了共同的解剖学球心。
图18是不具有同心中心的先前存在的髋植入物的X-射线图像。
图19是不具有同心中心的不同的先前存在的髋植入物的另一个X-射线图像。
图20是近侧股骨和骨盆髋臼的简图。
图21是骨盆的剖面图，其显示了从髋臼伸出并附接到髋臼的股骨头韧带。
图22是显示了插入髋臼中之前的根据本公开的界标杯的俯视图。
图23是显示了插入髋臼中之后的图22的界标杯的俯视图。
图24是显示了插入髋臼中之后并插入销的图22的界标杯的俯视图。
图25是已经移除界标杯之后的髋臼的剖面图。
图26是示例性的导向销杯和导向销的俯视图，该导向销杯和导向销用于定向将髋臼钻孔的钻孔机。
图27是钻孔的髋臼的剖面图。
图28是安装到骨盆上的永久髋臼杯的俯视图。
图29是移除导向销之后的图28的永久髋臼杯的俯视图。
图30是天然人体髋关节的剖面图。
图31是显示了根据本公开的附接到天然骨盆时的另一个示例性髋关节的股骨外观的剖面图。
图32是显示了根据本公开的附接到天然骨盆时的另一个示例性髋关节的股骨外观和髋臼部件的剖面图。
图33是显示了在插入股骨部件之前的另一个示例性髋关节的股骨外观的剖面图。
图34是显示了附接到天然骨盆和股骨时的另一个示例性髋关节的股骨部件、股骨外观和髋臼部件的剖面图。
图35是显示了附接到天然骨盆和股骨时的另一个示例性髋关节的剖面图。
图36包括一个示例性髋臼杯的正透视图和一个示例性髋臼杯插入件的仰视图。
图37包括显示了图36的髋臼杯和髋臼杯插入件之间的一些可能运动的两个透视图。
图38是图36的显示为安装到骨盆的髋臼杯和髋臼杯插入件的透视图。
图39包括一个示例性髋臼杯的顶视图、一个中间内衬的顶视图和一个示例性髋臼杯插入件的仰视图。
图40是图39的显示为安装到骨盆的髋臼杯、髋臼内衬和髋臼杯插入件的透视图。
图41包括一个示例性髋臼杯的顶视图、一个中间内衬的顶视图和一个示例性髋臼杯插入件的仰视图。
图42包括将股骨颈改形之前的股骨头的对比视图。
图43包括将股骨颈改形并将其安装到圆柱形套管之前的股骨头的对比视图。
图44包括将股骨颈改形并将其安装到圆锥形套管之前的股骨头的对比视图。
图45是具有均匀的壁厚度的当前髋臼杯或杯插入件的垂直横截面。
图46是显示为具有不同参考标记A-E的髋臼的俯视图。
图47是具有不均匀的壁厚度和形状的示例性髋臼杯或杯插入件的垂直横截面。
图48是具有不均匀的壁厚度和形状的示例性髋臼杯或杯插入件的垂直横截面。
图49是当前髋臼杯或杯插入件的垂直横截面，其显示为具有附接的插入件以转移髋臼部件的球心。
具体实施方式
下面描述和解释的本公开的示例性实施例包括矫形外科髋植入物、其部件、和制备用于外来物植入的天然组织的方法、以及植入外来物（诸如矫形外科髋及其部件）的方法。当然，对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，下面讨论的优选实施例在性质上是示例性的，并且可以改造而不脱离本发明的范围和实质。但是，为了清楚和精确起见，如下讨论的示例性实施例可以包括普通技术人员认为在本发明的范围内非必需的任选的步骤、方法和特征。
参见图1，第一示例性假体髋关节100包括与髋臼部件104协作的股骨部件102。在示例性形式中，所述股骨部件102包括股骨柄106，所述股骨柄用于植入股骨112的近侧髓内管110中，以便将股骨部件固定到股骨。股骨柄106可由任意可行的材料制成，所述材料包括金属，例如但不限于，钛、钴铬和不锈钢。在该示例性实施例中，股骨柄106包括干阻尼器120以减少在股骨柄和股骨112之间传递的振动，所述振动可能促成股骨柄在髓内管中的松动。更具体地，示例性干阻尼器120缠绕在股骨柄106周围，使得所述阻尼器在植入时介于所述干和股骨之间。在示例性形式中，阻尼器120包括套管，所述套管可以由一种或多种生物相容性的并减少在股骨柄106和股骨112之间传递的振动的材料制成，所述材料包括但不限于硅橡胶、弹性硅橡胶、杜仲胶、盐水橡胶、gore-tex、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚乙烯、聚酯、丝绸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇-水凝胶。但是，这不是用作第一示例性髋关节100的一部分的唯一阻尼器。
干阻尼器120也可以插在金属套管和股骨柄106之间，所述金属套管用接合剂和/或骨长入材料固定。因此，股骨柄106被锁定在金属套管中，并且阻尼器120插在二者之间。
参见图2，股骨部件102（显示为不具有干阻尼器120）还包括联接到股骨柄106的颈130。在该示例性实施例中，颈130包括截头圆锥形末端（未显示），该末端与在球体136内形成的对应截头圆锥形腔（未显示）接合。在该示例性实施例中，球体136可以由任意可行的材料制成，所述材料包括金属和陶瓷制品，例如但不限于钛、钴铬、不锈钢和氧化铝。为了减少在颈130和球体136之间传递的振动，所述截头圆锥形末端包括介于所述颈和球体之间的阻尼器140。示例性的阻尼器140包括帽，所述帽适形于截头圆锥形末端的形状。作为另外一种选择，所述阻尼器140可以呈围绕股骨部件102的颈130的环形。
应当指出，当使用阻尼器140时，在球体136内形成的截头圆锥形腔足够大以容纳帽和截头圆锥形末端两者。与前述阻尼器一样，该示例性的阻尼器140可以由一种或多种生物相容性的并会减少在颈130和球体136之间传递的振动的材料制成，所述材料包括但不限于硅橡胶、弹性硅橡胶、杜仲胶、盐水橡胶、gore-tex、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚乙烯、聚酯、丝绸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇-水凝胶。除了与股骨部件102结合的阻尼器120,140以外，髋臼部件104还可以包括其自身的阻尼器。
参见图3，髋臼部件104包括髋臼杯150和髋臼插入件152。髋臼杯150的内部包括半球形腔，所述半球形腔容纳髋臼插入件152的半球形表面。髋臼杯150包括阻尼器160，所述阻尼器介于所述杯和患者的骨盆170之间。在该示例性实施例中，髋臼杯150可以由任意可行的材料制成，所述材料包括金属例如但不限于钛、钴铬和不锈钢。在示例性形式中，阻尼器160为半圆形并且安装到髋臼杯150的后面。该阻尼器150的总面积可以非常小，小于1.0mm²，或可以覆盖髋臼杯的整个表面积。可以使用一个或多个阻尼器150。通过介于髋臼杯150和骨盆170之间，减少在杯和骨盆之间传递的振动。据信，在杯150和骨盆170之间传递的振动会促成杯松动和关节失效。示例性的阻尼器160可以由一种或多种生物相容性的并会减少在杯150和骨盆170之间传递的振动的材料制成，所述材料包括但不限于硅橡胶、弹性硅橡胶、杜仲胶、盐水橡胶、gore-tex、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚乙烯、聚酯、丝绸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇-水凝胶。
参见图4，为了减少在髋臼部件104和邻近结构之间传递的振动，阻尼器180介于髋臼插入件152和髋臼杯150（显示为不具有阻尼器160）之间。在该示例性实施例中，髋臼插入件152可以由任意可行的材料制成，所述材料包括金属和陶瓷制品，例如但不限于钛、钴铬、不锈钢和氧化铝。在示例性形式中，阻尼器180为半圆形并安装到髋臼插入件152的背侧。该阻尼器180的总面积可以非常小，例如小于1.0mm²，或可以覆盖髋臼杯的整个表面积。可以使用一个或多个阻尼器150。通过介于髋臼杯150和髋臼插入件152之间，减少在杯和插入件之间传递的振动。据信，在杯150和插入件152之间传递的振动会促成杯松动和关节失效。示例性的阻尼器180可以由一种或多种生物相容性的并会减少在杯150和插入件152之间传递的振动的材料制成，所述材料包括但不限于硅橡胶、弹性硅橡胶、杜仲胶、盐水橡胶、gore-tex、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚乙烯、聚酯、丝绸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇-水凝胶。
当邻近部件的共振频率不同时，可以使用示例性振动阻尼器120,140,160,180。由于髋分离的存在和股骨头在髋臼杯内的滑动，冲量负荷和振动能会在髋关节中传递和扩散。
一个物体的固有频率或共振频率是该物体自由振动的频率。如果将其频率等于固有频率的改变力施加到物体，所述振动可以变得剧烈，该现象被称作共振。共振是当结构或物体在它的固有频率受到激发时发生的大振动振幅的积累。共振可以是合乎需要的或不可取的。在声共振的背景下，乐器表现出合乎需要的共振。相反地，不可取的共振可以导致造成桥梁垮塌和机翼断裂的力学破坏。
由振动物体产生的振动的特性和振动的传播取决于由所述物体产生的振动的固有频率。一些物体倾向于在单一频率振动，而其它物体振动并产生具有一组频率的更复杂的波。如果转化成声音，这些物体会产生可描述为噪音的声音。物体振动的实际频率由下述关系决定：频率=速度/波长。本发明人已经发现，有益的是，确定全髋关节置换术可植入部件和次生结构（例如，骨接合剂）的固有频率以减轻不可取的共振。
用于确定部件或组织的共振频率的第一示例性方法包括：使用例如扬声器激发部件或组织，放大不同的频率。例如，可以在骨上使用加速度计，将一个三轴加速度计刚性地附接至骨，然后当激发时，使用经过过滤的加速度信号来确定骨的固有频率。
并且，可以使用傅里叶级数来确定目标物体的频率。傅里叶级数揭示了如何使用正弦和余弦术语的数学级数来分析波形。一旦为波形写出傅里叶级数，那么所述级数的组分会完全描述波形的频率内容。为了使傅里叶级数有用，必须满足4个条件：
1.波形必须是周期性的。该波形必须重复傅里叶级数存在的次数。
2.如果所述函数具有不连续性，它们在任何周期中的数目必须是有限的。
3.所述函数在任何周期中必须含有有限数目的最大值和最小值。
4.所述函数在任何周期中必须是绝对可积分的；也就是说，

其中x(t)描述了该函数。
傅里叶级数通常是：

其中量ω_o通常以弧度/秒来测量，且被称作圆频率。由于运动以2π弧度重复自身，那么

其中τ和是谐运动的周期和频率，通常分别以秒和转数/秒来测量。
傅里叶级数还可以更一般的形式书写为：

首先，从x(t)的周期发现ω₀，且其等于。α_o系数是DC（直流电）术语，且等于x(t)在1个周期内的平均值。这取决于

通过下式评价n=1、2、3时的剩余系数a_n和b_n，

和

本领域的技术人员可能熟知众多可以用于确定身体组织、可植入部件和次生结构的共振频率的其它方法。
当患者经历髋分离时，一旦股骨头滑回髋臼杯中，就产生冲量负荷，其导致振动在髋关节中传播。如果这些振动是在骨、植入的部件和/或次生结构的共振频率处或附近，有害的共振可以导致过早的失效。为了减少该过早的失效和磨损，振动阻尼器被定位成吸收邻近部件之间的振动。
为了确定振动阻尼器120,140,160,180是否可以是优选的，可以测试示例性矫形外科髋关节部件以确定它们各自的共振频率。当两个或更多个髋关节部件具有相同的或类似的共振频率时，可以使用一个或多个振动阻尼器120,140,160,180。应当理解，就包括振动阻尼器120,140,160,180作为矫形外科髋关节的部件而言，不需要矫形外科部件测试作为先决条件。
参见图5，一个示例性髋植入物组件200包括股骨部件202、髋臼杯204和髋臼插入件206。由于高支承表面力在全髋关节置换术中的存在，因此所述股骨部件202可以完全地或部分地使用高磁性材料制成，所述高磁性材料与可以用于制造髋臼杯204和/或髋臼插入件206的高磁性材料一起工作以减少下髋关节力和/或髋分离。
在该示例性实施例中，股骨部件202包括股骨柄208，在已经适当地切断股骨后，股骨柄208适于被植入股髓内管中。完整的颈210从股骨柄208朝近侧延伸，所述完整的颈包括适于容纳股骨球214的带螺纹的或圆锥形的末端（未显示）。股骨球214被制造成包括生物相容性的金属涂层（例如，不锈钢、钛、钛合金），所述金属涂层包围钕磁芯或其它二价铁芯。作为另外一种选择，股骨球214可以被制造成包括一个或多个永久磁体（例如，钕磁体），所述磁体被嵌入在生物相容性的金属基底（例如，不锈钢、钛、钛合金）内。在任一种情况下，通常由股骨球214产生的磁场代表磁北极，其被拉向任何磁南极。
为了阻止股骨球214从髋臼插入件206的脱位，髋臼杯204包括生物相容性的金属涂层220（例如，不锈钢、钛、钛合金），所述金属涂层围绕二价铁芯。作为另外一种选择，髋臼杯204可以被制造成包括一个或多个磁体，所述磁体被嵌入在生物相容性的金属基底（例如，不锈钢、钛、钛合金）内。在任一种情况下，由髋臼杯204产生的磁场代表磁南极。由于北极和南极之间的力与磁化表面之间的距离的平方成反比，因此重要的是，减小所述极之间的距离。
为了减小所述极之间的距离，可以使用两种考虑来制造髋臼插入件206。首先，可以将髋臼插入件206制造成具有最小厚度，由此减小股骨球214和髋臼杯204之间的距离。作为另外一种选择或另外，髋臼插入件206自身可以包括一个或多个磁体，所述磁体被定向成使得北极面向髋臼杯204且南极面向股骨球214。在示例性形式中，髋臼插入件206包括碗形钕磁芯或其它二价铁磁芯。然后将该芯二次注塑或包囊在生物相容性的聚合物或陶瓷中以形成囊226，所述囊包括杯204的支承表面。在示例性形式中，囊226的平均厚度在0.1mm至20mm之间。
参见图6，一个可供选择的示例性髋植入物组件240包括股骨部件242、髋臼杯244和髋臼插入件246。股骨部件242包括股骨柄248，所述股骨柄具有完整的颈250，所述完整的颈包括带螺纹的或圆锥形的末端（未显示），所述末端适于容纳股骨球254。股骨球254被制造成包括生物相容性的金属涂层（例如，不锈钢、钛、钛合金），所述金属涂层围绕钕磁芯或其它二价铁芯。作为另外一种选择，股骨球254可以被制造成包括一个或多个永久磁体（例如，钕磁体），所述磁体被嵌入在生物相容性的金属基底（例如，不锈钢、钛、钛合金）内。在任一种情况下，由股骨球254产生的磁场代表磁北极。
为了减小股骨部件242和髋臼部件244,246之间的冲击力，股骨部件和髋臼部件的磁场可以是相同的。具体地，髋臼插入件246和髋臼杯244中的至少一个包括生物相容性的金属涂层260（例如，不锈钢、钛、钛合金），所述金属涂层围绕二价铁芯。作为另外一种选择，髋臼杯244和髋臼插入件246可以被制造成包括一个或多个磁体，所述磁体被嵌入在生物相容性的金属基底（例如，不锈钢、钛、钛合金）内。在任一种情况下，由髋臼杯244和髋臼插入件246产生的磁场代表代表磁北极。由于股骨部件242和髋臼部件244,246的北极彼此排斥地工作，因此可以减小股骨部件和髋臼部件之间的冲击力。
转向图7，另一个替代性示例性髋植入物组件270包括股骨部件272、髋臼杯274和髋臼插入件276。股骨部件272包括股骨柄278，所述股骨柄具有完整的颈280，所述完整的颈包括带螺纹的或圆锥形的末端（未显示），所述末端适于容纳股骨球284。在该实施例中，股骨球284和髋臼杯274的最近侧（离股骨柄最远）的表面286都具有正极性（即，北极），但是髋臼杯274的远端内侧表面288和远端外侧表明290具有负极性（即，南极）。在示例性形式中，正-正极性相互作用起作用，以减小在承重活动过程中的压缩力，同时正-负极性相互作用会抵抗脱位和股骨球分离。
参见图8和9，另一个示例性矫形外科髋关节300包括具有同心球体的杯部件302和股骨部件304。更具体地，制备患者的解剖结构以确保杯部件302和股骨部件304相对于髋臼具有共同球心。
参见图10-13，尽管在众多公布中已经阐明，人体髋关节是后旋关节，然而仅存在3个连续旋转，髋臼和股骨的股骨头的实际形状不是纯球体。实际上，可以记录髋臼和股骨头上的众多外点的位置，并将计算机算法应用于这些点以建立球体，所述球体的表面与记录的点最佳地关联。在发明人进行的研究中确定，使用在髋臼和股骨头的表面上的点集合可以衍生出众多球体。因此，保守地讲，使用在髋臼上和在股骨头上的点的集合，可以为髋臼和股骨头中的每一个容易地衍生出至少50个球体，所述球体与记录的点至少部分地关联（即，至少一些记录的点包括球体上的外点）。
因此，如果选择髋臼的50个球体和股骨头的50个球体，这会产生2500个球体组合。但是发明人已经确定，正确的球体组合是从在行走过程中的髋臼和股骨头的支承表面界面衍生出的同心组合，并且从髋臼内的软骨表面和股骨头上的软骨表面衍生出。
重新参见图8和9，为了设计杯部件302和股骨部件304，对矫形外科髋关节300的预期受体进行运动学分析。该运动学分析会定义受体的天然股骨头上的与髋臼接触的点和髋臼上的与股骨头接触的对应点。
进行一个示例性运动学分析来确定在关节处于动态承重体内条件下时的这些球体。在正常步态运动过程中，这些球体维持同心度。因此，对于目前的成像技术，荧光镜透视检查是一种示例性的使用方法。但是其它成像模态如超声可以用于运动学分析。在荧光镜的监测下，患者进行正常行走。然后，患者经历使用CT、MRI或超声（也可以使用其它技术）的二次临床成像试验。在CT扫描的背景下，使用扫描的关节切片来建立患者的骨盆和股骨的三维(3D)模型。然后，将这些3D骨叠加在二维荧光透视图像上。一旦将所有荧光透视图像或选择的几个荧光透视图像转化成3D，就可以任何选定的平面中观察患者的髋运动。使用碰撞检测分析，相继地确定和描绘股骨头的与骨盆接触的点和骨盆的与股骨头接触的点。
如果不具有使用上述运动学分析来确定髋臼和股骨头上的正确点的能力，则可以可替换地如下使用试错法来衍生出同心球体的位置：将不同大小的球体放在相对于每位患者的髋臼和股骨头的不同位置，直到球体在多个平面中是同心的。一旦确定了特定患者的解剖学同心度，可以描绘位置地图并在外科手术过程中重新定位，以确保植入的部件的球心与解剖学球心匹配。
参见图14-17，将球体叠加在与骨盆和股骨头上的绘图点最佳符合的点上，以建立各个球体。重要的是注意到，这些球体可以使用骨质解剖学衍生出或在软骨上。每位患者的正确球体可以取决于软骨的特性和/或两个球体的同心度。
在限定球体后，限定这些球体的中心的位置，并使用植入的股骨头的球体和髋臼杯的靶原点（或中心）。使用众多软件包装件和/或使用数学方案，可以非常容易地限定两个衍生出的球体的中心。重要的是，然后绘制患者的解剖学球心相对于骨质界标的位置地图。需要相对于骨盆上的骨质界标来跟踪选定的骨盆球体的中心，并需要相对于股骨上的骨质界标来跟踪股骨头球体的中心。
就维持患者的解剖学球体而言，应当准备骨以容纳假体部件。因此，在已经为植入部件准备骨之后，将所述植入部件植入以维持这些球心。作为另外一种选择，可以使用外科手术导航系统或成像模态来定位患者的球心并确保植入部件被植入以维持球心。
不同于前述患者特异性的示例性实施例，成本考虑可能需要彼此大小不同的植入物部件的有限集合。该植入物部件的有限集合可以包括性别和种族划分考虑，取决于用于建立植入物部件模型的群体。通过这样做，预见到将需要超过3个髋臼球体（目前，患者通常接受具有28或32或36mm大小的股骨头）来配合需要TKA的每个人。然后，在已知适当的髋臼球体大小的情况下，限定这些球体的中心，并用于形成髋臼杯、杯插入件和股骨球/头部件的适当大小。设计髋臼杯、杯插入件和股骨球/头的适当大小，以维持在正常步态过程中的球形同心度。
维持适当的球心也能使股骨柄被适当植入，使得股骨头球体的中心位于髋臼杯球体的原点处。这些球体（头和杯）的中心因而与考虑软骨表面的髋臼球面的解剖学中心重合。
应当理解，在大多数的植入物尺寸分析中，如果使用贝尔曲线，那么存在许多将包括90%的需要该类型植入物的受试者的尺寸。遗憾的是，不同于其它修复术诸如全膝关节成形术(TKA)，在全髋关节置换术(THA)中，所有患者接受三种尺寸之一。因此，精确地讲，最好的结果是，30%的患者接受了可以维持同心球体的全髋关节置换术植入物。遗憾的是，事实并非如此，因为植入部件的轻微失调将会导致骨盆和股骨头球体不同心。因此，重要的是，理解和衍生出适当的球体，所述球体允许至少90%的接受全髋关节置换术的群体具有维持其解剖学球体同心度的能力。使用本文前面讨论的一个示例性运动学分析，可以确定配合预定百分比的患者的骨盆的球体尺寸和股骨头的球体尺寸。尽管目前尺寸仅仅为28,32和36mm的股骨头与髋臼杯内衬配合，该分析可以揭示，应当生产10-12种尺寸的股骨头和髋臼杯内衬，使得90%的在贝尔曲线下的受试者可以接受适当的股骨头和髋臼杯尺寸以维持它们的球体同心度。这些尺寸可以不是整数，而是十进制数。另外，重要的是，每位患者接受的股骨头和髋臼部件在全髋关节置换术植入后会维持球体同心度。使用错误的股骨头和/或髋臼杯插入件尺寸会导致这些植入的球体不与患者的解剖学球体同心度同心。这种不适当的尺寸设定可能诱发剪切力，从而进一步导致股骨头分离和/或脱位。
目前股骨柄的形状由于有限的选项而不能适应球体同心度。因此，应当理解，外科医生可得到就股骨柄而言的多个颈长度和颈角度。因此，一旦发现解剖学球心，则可使用植入部件球心利用不同的干颈选项将它重新定位。在外科医生移除过多或不足的骨和/或股骨切断和/或所述干以偏斜角固定到股骨中的情况下，这可能是特别重要的。
参见图18和19，当前全髋关节置换术中的股骨头分离由以不与患者的适当球心重合的位置和/或取向植入的髋臼杯和股骨头诱发。因而，这些部件的这种错位会诱发剪切力，使得患者的肌肉结构尝试使假体部件与患者的适当解剖学球心重新对齐。图18和19显示了植入的当前植入物的实例和这些植入物如何没有维持患者的适当解剖学球心。虚线圆代表该患者的植入的股骨头球体。空心点代表该植入的股骨头球体的中心。实心圆代表从软骨上的承重接触点（该受试者在正常行走过程中）衍生出的解剖学髋臼球体。实心点代表该基于解剖学的髋臼球体的中心。遗憾的是，在植入后，股骨头不再围绕该患者的解剖学球心旋转。但是，患者的在髋关节周围的肌肉结构与该解剖学球心结合，并尝试使髋植入物围绕该患者的解剖学球心旋转。由于患者的解剖学球心和假体球心（对于球和窝而言）不是重合的，因此在植入的髋关节中产生导致髋分离和/或髋脱位的剪切力。
如图20和21所示，患者的天然解剖结构包括在骨盆512中的髋臼510，所述髋臼适于容纳在股骨516的近端处的股骨头514，使得所述股骨头被容纳在由髋臼限定的腔内以形成球窝关节。在患者的天然髋关节中，髋臼510限定具有球心的腔，所述球心与股骨头514的球心同心。随着股骨头514相对于髋臼510枢转，该共同球心取向得以维持。但是，预先存在的矫形外科髋关节未维持在髋臼腔和股骨头之间的这种共同球心取向。
用于确定和维持这种共同球心取向的一个示例性方案使用人体解剖学界标，诸如股骨头韧带520。股骨头韧带520是目前被外科医生不经任何尝试就移除以利用它的位置来限定杯取向的重要约束物。相比而言，该示例性的技术包括：在可以使用仪器来限定股骨头韧带的位置之前，保留髋臼的某些部件。
参见图22，界标杯或架530包括孔口532，所述孔口的尺寸设定成容纳股骨头韧带520的保持附接到髋臼510的部分。在该示例性实施例中，界标杯530是碗形并且包括多个突片534。每个突片534包括通孔536，所述通孔对应于用于将髋臼杯固定到骨盆512的紧固件的位置。
参见图23，将界标杯530定位在髋臼510之上，使得孔口532覆盖在股骨头韧带520的位置的上面。孔口532可具有不同尺寸和在杯530内的不同位置，以标记股骨头韧带的位置，并且可用于多个患者，所述患者具有在髋臼中的可变股骨头韧带位置。更具体地，在定位孔口532以覆盖在股骨头韧带520上面之后，将杯530推至抵靠髋臼510，使股骨头韧带延伸穿过孔口。此后，使用突片孔536作为导向件在骨盆512中钻孔。
然而，应当指出，尽管界标杯530通常为髋臼杯的形状，但是该形状并非关键性的。杯530可以是任意形状的，诸如圆形、椭圆形、正方形、矩形等，并且可具有任意尺寸。关键的是，保留与髋臼510有关的解剖学参考点中的至少一个，使得在髋臼的钻孔之前可以确立安装位置和/或髋臼杯取向。
参见图24，在骨盆512中钻孔之后，将销560插入孔中。也移除界标杯530，其允许该相同取向在之后用于外科手术中用于钻孔和永久髋臼杯570定位（参见图29）。
参见图25，在移除界标530之后，销560保留在骨盆512中。此后，如图26所示，制备髋臼510以容纳永久髋臼杯570（参见图29）。
参见图26和27，对于外科医生而言，目前难以适当地在髋臼中钻孔以便正确地定位髋臼杯和杯插入件。为了帮助外科医生适当地在髋臼中钻孔，在已经移除界标杯530之后，使用销560将导向销杯580固定到髋臼，所述销延伸穿过导向销杯中的对应开口。导向销杯580包括开口，所述开口暴露出股骨头韧带所位于的髋臼部分。在导向销杯580就位之后，参考股骨头韧带和/或其它骨或软组织界标，将导向销582固定到髋臼的窝中心处。例如，该导向销582的长度可以是1.0cm至20cm，并且具有0.1cm至3.0cm的直径。导向销582可以由多种材料制成，所述材料例如但不限于钴、铬、钢、钛、钽和陶瓷制品。此后，从导向销582和辅助销560的顶部移除导向销杯580，这使得导向销582被安装到髋臼。使用在骨盆骨上的导向销582和辅助销560，将钻孔机（未显示）插入窝中，并在髋臼中均匀地和在正确的方向钻孔，以建立经修正的髋臼510'（参见图27）。钻孔后，将钻孔机和导向销560二者移除，同时保留辅助销560以将植入的杯导入窝中。
参见图28，使用导向销560将永久髋臼杯570插入经修正的髋臼510'中，从而保持产生与股骨头的同心度所需的适当取向。
参见图29，在髋臼杯570在经修正的髋臼510'内牢固地就位之后，移除导向销560，并装入对应的孔中。
重新参见图20，在承重步态过程中，股骨头韧带520保持绷紧（taught），使得韧带距离在步态周期的承重部分中保持恒定。股骨头韧带520在髋臼510上的附接位点的位置被表示标识为点A。股骨头韧带520在股骨头514上的附接位点的位置被表示标识为点B。因此，如果从点A至点B构成的线在步态周期的承重部分中是恒定的，则可以使用该线来限定适当的髋臼球体的位置。既然点B和点C是在同一骨（固体体）上，那么从点B至点C的距离总是恒定的。因此，通过获知从点A至点B和从点B至点C的距离可以构建从点A至点C的线，该线也是恒定的。尽管该分析在性质上平面的，但可以使用第4个平面外点来对齐杯的纵向方向。通过在外科手术过程中制备髋臼之前鉴别股骨头韧带520在髋臼510中的位置，测量从股骨头韧带520至髋臼杯570的球心（参见图29）和股骨头514的距离，以确保已经维持适当的球心。股骨头韧带520是在髋臼510内可以用于限定适当的球心的位置的唯一界标。获知从股骨头韧带520在髋臼510内的附接位点至适当的球心的距离，对于髋臼杯570和股骨头514的外科手术对齐和植入而言是至关重要的。
尽管刚才描述的例子可以用于在外科手术过程中限定同心球体，但可以使用许多方法在全髋关节置换术后定位和/或维持同心球体。在一个示例性过分简单化的方法中，可以尝试使用静态x-射线来限定和维持同心度，但是该方法可以在二维中而不可以在三维中适当地限定同心度。该方法仅可能让人们限定类似的圆形中心。也可以使用外科手术前规划和/或成像，诸如MRI、CT扫描、超声和/或任意其它成像模态。目前可以使用的大多数成像模态是静态的，并且可能使患者暴露于辐射。也可以使用外科手术中的外科手术导航和/或成像模态来定位和/或维持同心球体。最重要地，重要的是，确保选择适当的杯和股骨柄取向，以确保全髋关节置换术外科手术后的同心球体。
参见图30，所有当前全髋关节置换术外科手术需要移除股骨头韧带602。但是假体髋关节的该示例性实施例会保留健康的股骨头韧带602。如前所述，股骨头韧带602是髋关节中的稳定机制，其将骨盆603联接至股骨605。
如果股骨头韧带602不是健康的，则可以使用人造结构来增强股骨头韧带。该人造结构可以包含任意数目的材料，例如但不限于合股线、硅橡胶、弹性硅橡胶、杜仲胶、盐水橡胶、gore-tex、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚乙烯、聚酯、丝绸、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯醇-水凝胶。该材料可以包裹在股骨头韧带602的周围，附接到股骨头韧带在髋臼中的附接位点的基部，缠结在股骨头韧带内，或以其它方式以用于增强股骨头韧带的强度。
参见图30和31，最初，从股骨605的剩余部分切断股骨头604。然后使用切割仪器（未显示）使得自股骨头604的骨段610成形，其中所述骨段保持附接到股骨头韧带602。在示例性形式中，将骨段610切成具有与天然股骨头604相同长度的圆柱形状，所述圆柱体的一个末端安装到股骨头韧带602。应当指出，圆柱形状并非关键的，可以使用其它形状和大小（例如但不限于矩形、三角形和圆形）作为保留骨段的部分。
参见图32-34，示例性的假体髋关节600包括各自具有贯穿孔口（未显示）的髋臼杯620和髋臼杯内衬622，所述贯穿孔口的尺寸设定成允许股骨头韧带602和骨段610穿过。示例性的假体髋关节600还包括股骨球628、股骨颈630和股骨柄632，其中所述股骨颈与所述股骨柄形整体成形。股骨球628包括通孔（未显示），所述通孔的尺寸设定成允许骨段610插入成使得骨段的用于安装股骨头韧带的部分与球体的外弓形表面基本上齐平。颈630包括腔636，所述腔与所述通孔在轴向上对齐，以便容纳骨段610的一部分。在该示例性实施例中，腔636为圆柱形。
参见图32-34，示例性的假体髋关节600的植入包括：使用切割仪器建立骨段610，所述骨段在一端处被安装到股骨头韧带602并且在相对的末端处是自由的。在该过程中，股骨头韧带602保持附接到骨盆603。在骨段610被切割后，所述骨段和股骨头韧带602的一部分穿过髋臼杯620的贯穿孔口。然后将髋臼杯620安装到骨盆603。接着使骨段610和股骨头韧带602的一部分穿过髋臼杯内衬622的贯穿孔口。然后将髋臼杯内衬622安装到髋臼杯620。然后，使骨段610穿过股骨球628的通孔，使得所述骨段被安装成股骨头韧带602的末端与股骨球的支承表面基本上齐平，并且剩余骨段610的未被容纳在股骨球628内的至少一部分被容纳在股骨颈腔636中。
通过使用众多方法和技术，可以将骨段610附接到股骨颈630。用于本发明的示例性实施例600的一种示例性方法包括：将骨接合剂施加到骨段610和股骨颈630的限定腔636的壁之间。另一种示例性方法包括：将骨向内成长材料介于骨段610和股骨颈630的限定腔636的壁之间。
股骨球628可或者为锥形的，以在容纳股骨头骨的部位处建立盖状凹口。因此，股骨球628上的在其中容纳股骨头骨的位置不一定是锥形且不一定是圆柱形孔。换而言之，在股骨球628上用于容纳经修正的股骨头骨的腔可以是许多形状中的任一种。
从股骨头骨保留的骨的量可具有任意尺寸和形状。该保留的股骨头骨的长度可以足够长以仅被固定在股骨球628内，或者它可以更长以贯穿股骨球并插入股骨假体的股骨颈630。作为另外一种选择，保留的股骨头骨可以足够长，使得所述骨的远端可以穿过股骨球628、穿过股骨颈630、穿过股骨柄的一部分，并进入或穿过股骨柄632。该技术可以允许在保留的股骨头骨和股骨头韧带内维持血液供给，从而允许保留的股骨头骨生长至股骨中。
参见图35，可供选择的示例性实施例700与前述假体髋关节600相同，但是添加了在髋臼杯、髋臼杯内衬、股骨、股骨颈和骨盆中的至少两个之间延伸的缝线或其它固位线702。这些缝线或固位线702可以像固位线一样使用，缠绕在髋臼杯周围，在所述杯和所述骨之间，然后附接至股骨植入物部件或股骨。髋臼杯可包括槽704，以允许缝线或其它固位线702在所述杯和所述骨之间配合，然后牢固地接合至植入物和骨，或允许所述骨生长至杯和/或人造结构中。
参见图36-38，示例性移动支承髋臼部件800包括髋臼杯802和可重新定位的杯插入件804。可重新定位的杯插入件804包括具有鸽尾横截面的半圆形肋状物806，所述鸽尾横截面在杯插入件的外表面上成圆周地延伸。该肋状物806适于至少部分地容纳在对应半圆形槽808内，所述半圆形槽形成于杯802的内部。在该示例性实施例中，槽808呈鸽尾形状。但是，应当指出，可以使用其它肋状物806和槽808形状，例如但不限于具有T形状的肋状物806和具有对应腔以容纳和保留所述肋状物的槽808。此外，在本公开的范围内，肋状物806位于髋臼杯802的内部上，而槽808成圆周地位于杯插入件804上。
在该示例性实施例中，在承重活动过程中，杯插入件804被锁定且不可滑动和/或延伸，并相对于杯802保留在固定取向上。在非承重活动（特别是促成脱位的那些）过程中，允许杯插入件804沿一条轴线平移。具体地，肋状物806可在槽808内重新定位，从而允许杯插入件804相对于杯802沿一条轴线平移。因此，在外科手术之前，如果优选的话，可以确定正确的杯802取向，使得杯插入件804将沿一条轴线完美地平移，患者通常使用所述轴线来执行会造成股骨头脱位的活动。杯插入件804沿选定的轴在两个方向滑动和/或延伸。因而，当患者执行非承重任务时，杯插入件804延伸到髋臼杯802之外，从而确保股骨头不会脱位。该杯插入件804可具有在杯802内沿一条轴线平移和/或旋转的完全自由，或者可以用一些止挡机构和/或锁定机构来约束杯插入件804。该止挡机构和/或锁定机构可以抑制沿任一个方向的平移，并且对于每位患者允许不同平移量，这取决于每位患者需要的平移量。
参见图39和40，第二示例性移动支承髋臼部件840包括髋臼杯842和可重新定位的杯插入件844。可重新定位的杯插入件844包括具有鸽尾横截面的半圆形肋状物846，所述鸽尾横截面在杯插入件的外表面上成圆周地延伸。该肋状物846能够至少部分地被容纳在对应半圆形槽848内，所述槽形成于半圆形轨道（未显示）的内部。在该示例性实施例中，槽848呈鸽尾形状。但是，应当指出，可以使用其它肋状物846和槽848形状，例如但不限于具有T形状的肋状物846和具有对应腔以容纳和保留所述肋状物的槽848。此外，在本公开的范围内，肋状物846是所述轨道的一部分，而槽848成圆周地位于杯插入件844上。
使该植入物实现在两个方向的平移的另一种方式是，包括中间内衬851（参见图39），所述中间内衬851安装到髋臼杯842和插入件内衬844之间。该中间内衬851可以是聚乙烯、金属、陶瓷或任意其它支承表面材料。中间内衬851允许插入件内衬844相对于所述中间内衬沿一个方向平移，而中间内衬844在髋臼杯842内沿第二方向（例如垂直于第一方向）平移。
在该示例性实施例中，内衬851包括形成于其圆周外表上的突出852，所述突出被容纳在形成于杯842的内部上的对应半圆形槽854内。在该示例性实施例中，槽854呈鸽尾形状。但是，应当指出，可以使用其它突出852和槽854形状，例如但不限于具有T形状的突出852和具有对应腔以容纳和保留所述突出的槽854。此外，在本公开的范围内，突出852位于髋臼杯842的内部上，而槽854位于轨道850的圆周外表上。
图39中的半圆形轨道850从在圆周杯842内部上的槽854旋转偏移90度。但是，应当指出，轨道850不需要精确地偏移90度，并且可以多种角度偏移。在图39所示的方式中，杯插入件844可以相对于半圆形轨道850以及相对于髋臼杯842向东或西方向滑动，由此使所述杯插入件沿东或西弓形方向滑动。与此同时，轨道850可以相对于髋臼杯842向北或南方向滑动，由此使杯插入件844沿北或南弓形方向滑动。换而言之，最终结果是，杯插入件844相对于杯842的最终运动存在两个自由度。第一个自由度是沿北或南方向的弓形运动，第二个自由度是沿东或西方向的弓形运动，其中所述彼此独立的自由度可以单独地或串联地实现。
参见图41，第三个示例性移动支承髋臼部件870包括髋臼杯872和可重新定位的杯插入件874。可重新定位的杯插入件874包括具有鸽尾横截面的半圆形肋状物876，所述鸽尾横截面在杯插入件的外表面上成圆周地延伸。该肋状物876能够至少部分地容纳在对应半圆形槽878内，所述槽形成于半圆形轨道880的内部。在该示例性实施例中，槽878呈鸽尾形状。但是，应当指出，可以使用其它肋状物876和槽878形状，例如但不限于具有T形状的肋状物876和具有对应腔以容纳和保留所述肋状物的槽878。此外，在本公开的范围内，肋状物876是轨道880的一部分，而槽878成圆周地位于杯插入件874上。
在该示例性实施例中，半圆形轨道880包括形成于其圆周外表上的突出882，所述突出被容纳在形成于杯872的内部上的对应半圆形槽884内。在该示例性实施例中，槽884呈鸽尾形状。但是，应当指出，可以使用其它突出882和槽884形状，例如但不限于具有T形状的突出882和具有对应腔以容纳和保留所述突出的槽884。此外，在本公开的范围内，突出882位于髋臼杯872的内部上，而槽854位于轨道850的圆周外表上。
半圆形轨道880可相对于在圆周杯872内部上的槽884旋转地重新定位。以此方式，杯插入件874可以相对于半圆形轨道880和相对于髋臼杯872向东或西方向滑动，由此使所述杯插入件沿东或西弓形方向滑动。另外，杯插入件874可相对于所述髋臼杯872旋转360度。与此同时，轨道880可以相对于髋臼杯872向北或南方向滑动，由此使所述杯插入件874沿北或南弓形方向滑动。换而言之，最终结果是，杯插入件874相对于杯872的最终运动存在3个自由度。第一个自由度是沿北或南方向的弓形运动，第二个自由度是沿东或西方向的弓形运动，第三个自由度是轴向旋转，其中所述彼此独立的自由度可以单独地、一次性地或串联地实现。
使该植入物870实现平移和旋转的另一种方式是，通过使用中间内衬890，所述中间内衬相对于髋臼杯872自由地旋转，但是包括槽892，所述槽允许杯插入件874沿一个方向自由地平移。由于中间内衬890可以自由旋转，插入件内衬的平移方向可以是相对于髋臼杯872和/或患者的天然解剖学的任意方向。
尽管大部分全髋关节置换术髋臼杯被设计成球体，但是，如果认为必要的话，所述杯可或者为椭圆形的，从而允许插入件以更大的量平移和/或旋转。
参见图42，用于髋关节外科手术的示例性方法包括：移除患者的天然股骨头900，以将股骨颈骨的颈改形。在移除股骨头之后，将植入的股骨头插入经改形的股骨颈骨中和/或周围，以模仿植入的髋干和股骨头。尽管成形的股骨头900'显示为具有圆柱形状，但是应当理解，所述股骨头可以成形为矩形、球形、圆柱形、梯形或有益于将股骨球902附接至天然骨的另一种其它形状。尽管在该图中未显示，但是股骨头可以具有插入股骨颈骨中的干。并且，整个股骨头骨解剖结构不必移除，可以将植入的股骨头附接到股骨头骨。
参见图43，用于髋关节外科手术的另一种示例性方法包括：移除患者的天然股骨头900或将其改形，以模仿假体股骨部件的颈。此后，定位金属、陶瓷或任意其它可植入材料圆柱形套管910，以限制经改形的骨900'（参见图42）进行稳定。在将套管910安装到经改形的股骨头900'之后，将假体股骨球902安装到经改形的股骨头和/或股骨颈。
参见图44，用于髋关节外科手术的另一种示例性方法包括：移除患者的天然股骨头和/或颈900和/或将其改形，以模仿假体股骨部件的颈。在该示例性方法中，将股骨头900改形，并定位梯形套管920以限制经改形的骨进行稳定。在将套管920安装到经改形的股骨头之后，将假体股骨球922安装到经改形的股骨头。
在前述的图42和43的示例性方法中，也在本公开的范围内，套管910,920和股骨球902,922构成单个整体部件。同样地，所述股骨头可以在骨和/或股骨套管之上滑动，或者它还可以具有内部，如可以插入股骨的骨中的干。还应当指出，尽管股骨头和股骨套管显示为两个单独的块，但股骨头和股骨套管也可以是一个块和/或模块，以允许这些物体附接而建立一个牢固块。
参见图45-49，外科医生在髋臼上的不适当钻孔可能导致髋臼杯的放置位置不允许与股骨植入物的股骨头的同心度。由于这些部件的同心度是减少或消除髋脱位和/或股骨头分离所必需的，因此可能需要不规则的髋臼杯或杯插入件来适应不适当的钻孔。具体地，示例性的不规则髋臼杯或杯插入件1000在壁厚、半径和/或形状方面不具有均匀度。髋臼杯和/或杯插入件的这种不均匀度允许球心重新对齐以确保髋臼杯和股骨头中心之间的同心度。
参见图45，目前的髋臼杯1100都具有均匀的壁厚度。
参见图46-48，如果外科医生从髋臼的一个或多个区域（例如，图46中的点A-E）钻掉太多的骨，那么外科医生可以使用不均匀的髋臼杯和/或杯插入件1000,1002,1004。不均匀的髋臼杯和/或杯插入件1000,1002,1004具有不均匀的形状和壁厚。使用不均匀度来在不同方向（例如但不限于，近端、远端、内侧和外侧）转移球心。以此方式，使股骨部件的球心与髋臼部件的球心对齐。
参见图49，从髋臼钻掉太多骨的外科医生可能需要间隔件1010，所述间隔件1010允许将髋臼杯或杯插入件1100的中心重新定位成对齐。该间隔件1010可以安装到髋臼杯和/或杯插入件1100的前侧或后侧。并且，所述间隔件1010可以具有不均匀的壁厚度和形状。间隔件1010可以具有沿适当的方向转移球心所需的任意形状。用于制造间隔件1010的示例性材料包括但不限于钛、钴铬、高密度聚乙烯和不锈钢。
参见图46-49，如果外科医生在图46的点A和B、带C、C和D、或A和D之间的区域钻掉太多的骨，则外科医生可以使用不均匀的髋臼杯或杯插入件1000,1002,1004或间隔件1010将髋臼杯球心向期望的方向转移。也在本公开的范围内，与不均匀的髋臼杯或杯插入件1000,1002,1004中的一个或多个一起使用间隔件1010，以向期望的方向进一步转移髋臼杯球心。
尽管上述的示例性实施例均关于髋关节进行了讨论，也在本公开的范围内，但这些相同的原理也可应用于身体的其它关节，包括但不限于肩关节、肘关节和踝关节。换而言之，在前述描述髋关节的任何地方均可插入肩关节、肘关节和踝关节。因此，本领域的技术人员应当理解，所述教导和实施例同样可应用于肩关节、肘关节、踝关节和髋关节。
在阅读了上述描述和发明内容之后，本领域中的普通技术人员将认识到，尽管本文所述方法和仪器构成了本发明的示例性实施例，但是本文包含的发明并不限于所述精确的实施例，并且可以对这些实施例进行修改，而不脱离权利要求所限定的本发明的范围。另外，应当理解，本发明由权利要求限定，并且无意使描述本文所述的示例性实施例的任何限制或要素并入对任何权利要求要素的解释中，除非此类限制或要素得到了明确陈述。同样，应当理解，符合任何权利要求的范围并不要求必须满足本文所公开的发明的任何或全部已确定优点或目标，因为本发明由权利要求限定，并且可能存在本发明固有和/或未预见的优点，即使这些优点可能未在本文中明确讨论。