CN101426436A - 在脊椎外科手术过程中接受细长的连接元件的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的设备和方法包括可啮合到椎骨上的锚组合器(30)，和可通过锚组合器(30)的接受器(34)放置的连接元件(100)。接受器(34)包括沿着接受器(34)的前端(46，66)的斜切表面(50，70)，这样有助于连接元件(100)以尾端朝上方式插入到通道(38)中。

Description

在脊椎外科手术过程中接受细长的连接元件的设备和方法

发明背景

细长的连接元件，如棒、板、系索、线、缆和其它设备，已经沿着脊柱移植，并且被连接在啮合于一个或多个脊椎运动节段间的两个或多个锚之间。这样的连接元件可使用自上而下的方法或者侧侧方法被放置在锚中。在自上而下的方法中，切口在锚之间延伸，连接元件通过切口向病人的相对侧朝向远端向移动或者朝着病人的相对侧运动，直到连接元件被设置位置适合与锚啮合。例如，在后路脊椎手术中，连接元件通过后部切口，向前朝着锚运动。在侧侧方法中，连接元件通过切口以远端方式被置于与锚临近的位置，然后在侧向方式的方向运动，直到其位置能与锚啮合。例如，在后路脊椎手术中，连接元件通过后部切口向前朝着与锚临近的位置运动，然后根据相对的锚位置，朝中间或者侧面运动到锚啮合位置。

其它手术器械和技术考虑到：根据沿着在锚之间延伸的锚对准轴而延伸或者通常与锚对准轴平行的途径，将连接元件插入到锚啮合位置。这样的器械和技术的实例被提供于美国专利号6,530,929中，此处完整地引入该专利来作为参考。

发明概述

本发明总的来说涉及有助于连接元件沿着脊椎手术方法中的锚对准轴或者总体与锚对准轴平行地插入的设备和方法。

在一个形式中，锚组合器包括连接元件接受部分，其在一对臂之间定义出一个通道。臂包括其前端和尾端上的相对的端面。在臂的前端，包括从通道延伸出来的斜切表面，和通常与从通道延伸出来的连接元件插入轴互相垂直的前端表面。正如此处所用的，接受器的前端指朝向连接元件以末端朝前方式位于通道中的方向的接受器端。

在另一个形式中，脊椎手术方法包括：将锚组合器啮合到至少一根椎骨上；定向锚组合器的接受部，以便由接受部定义出的通道的方向沿着连接元件插入轴；并且，沿着连接元件插入轴插入连接元件，并且插入到接受部的通道中，其中接受部包括从通道延伸到接受部的前端表面的斜切表面，前端表面横向面向连接元件插入轴。

下面将进一步讨论这些和其它方面。

附图简述

图1是锚组合器的透视图。

图2是脊柱节段的图解立视图，表明一个实施方案中的插入器件设置在啮合到相邻椎骨上的锚组合器上，和在通过锚组合器插入之前的连接元件。

图3是图2中有一个连接元件通过锚组合器插入的视图。

实施方案详述

为了促进且理解本发明原则的目的，现在将对附图中说明的实施例做些参考，特定语言用于描述相同的内容。然而应该理解到，本发明范围没有因此受到限制。在所示设备中任何这样的改变和进一步的修饰，以及此处所示的本发明原则的进一步应用，被认为对本发明所涉及领域的普通技术人员是通常能想得到的。

提供了用于脊椎手术方法的设备和方法，这些设备和方法有助于连接元件在锚组合器之间的放置。连接元件在病人体中沿着连接元件插入轴放置。插入轴在锚组合器的接受器之间延伸。锚组合器的每个接受器包括一对臂，该对臂定义出一个在其中接受连接元件的通道。臂的前端朝向连接元件被插入到通道中的方向。臂的前端包括与通道临近的斜切表面，这样有助于当连接元件沿着插入轴运动时，将连接元件末端向前插入到通道中。

此处讨论的锚组合器可以是多轴形式，或者单轴形式，并且可包括能啮合到椎骨上的锚定元件，和用于接受连接元件的接受器。多轴锚组合器允许耦合到接受器上的锚定元件以多个与接受器相对的角度被放置。单轴锚组合器为接受器提供了与锚元件相对而言固定的位置定位。锚组合器的锚元件形成可与椎体啮合的远端下部，近端接受器与椎骨临近。在一个实施方案中，锚元件是骨螺钉形式，有一个有螺纹的轴，和在接受器中被枢轴方式捕获的近端头部。在其它实施方案中，远端锚元件可以是钩、钉、缆、系索、含缝线锚钉、中间体融合移植物、人工盘移植物、螺栓或者能与骨组织啮合的其它结构的形式。接受器定义出一个接受连接元件的通道，这些连接元件如棒、系索、线、缆、板或者其它细长的接合元件，这些细长的连接元件可在固定到一个或多个其它椎骨上的一个或多个额外的锚组合物之间延伸。

在图1中，锚组合器30包括一个能与骨组织啮合的锚元件32，和一个与连接元件啮合的接受器34。在一个实施方案中，锚组合器30的锚元件32包括一个有螺纹的轴，通过螺纹方式啮合骨组织。有螺纹的轴可具有自钻和/或自攻螺纹构形，这样有助于插入到骨组织中。在另一个实施方案中，有螺纹的轴被构造，以适合插入到椎体上预先钻好和预先攻有螺纹的孔中。

在所说明的实施方案中，锚元件32是椎弓根螺钉。接受器34可以是U形鞍状物的形式，有一个接受结构，用于接受可沿着脊柱放置的连接元件，如连接元件100。接受器34相对于锚元件32是可以枢轴转动的，锚元件32被枢轴式捕获在接受器34中。例如，锚元件32可在其近端或者上端配备有一个增大的头，这个增大的头在形成接受器34的远端部分的碗状部分36中被枢轴式捕获。碗状部分34包括一个远端面向的开口，锚元件32通过该开口延伸出来，并且定义出一个插座，锚元件32的头被枢轴式捕获在该插座中。当锚元件32与骨组织啮合时，接受器34可枢轴调节且重新放置，以适应与连接元件100啮合的需要。在另一个实施方案中，接受器34与锚元件32是整体的，且与锚元件32一起形成一个整体块，这提供了单轴锚30。进一步，可具有固定螺钉、垫圈、顶、帽或者其它设备，以便在接受器34中啮合，和/或在接受器34周围啮合，以便将连接元件100固定在其上。

接受器34包括一个第一臂40和一个第二臂60，从碗状部分36近端方向延伸出来。通道38在臂40和60之间延伸，连接元件插入轴20延伸通过通道38。第一臂40包括一个外表面42，从碗状部分36延伸到近端端面44。外表面42进一步在插入轴20定义的方向上延伸，延伸于前端表面46和尾端表面48之间。端面46、48通常与插入轴20垂直地延伸。前端表面46面向连接元件被放置，以便通过通道38以尾端朝上插入的方向取向，插入方向用箭头22表示。斜切表面50从前端表面46延伸到内表面52。内表面52包括一个凹曲的中心部分54，其定义出一个螺纹构形，在通过38中将耦合元件96通过螺纹方式啮合到连接元件100上。内表面2进一步包括一个在斜切表面50和中心部分54之间延伸的第一线性部分53，和在尾端表面48和中心部分54之间延伸的第二线性部分55。

第二臂60包括一个外表面62，从碗状部分36延伸到近端表面64。外表面62进一步在插入轴20定义的方向上，在前端表面66和尾端表面68之间延伸。端面66和68通常与插入轴20垂直地延伸。前端表面66面向连接元件沿着插入轴20通过通道38被放置的方向定向，插入方向用箭头22表示。斜切表面70从前端表面66延伸到内表面72。内表面72包括一个凹曲的中心部分74，其定义出螺纹构形，以便通过螺纹方式将耦合元件98啮合到通道38中的连接元件100上。内表面72进一步包括在斜切表面70和中心部分74之间延伸的第一线性部分73，和在尾端表面68和中心部分74之间延伸的第二线性部分75。

前端表面46和66与插入轴20成直角，或者至少基本上垂直。斜切表面50和70的角度朝向内表面52和72，以便使前端表面46和66平滑地或者不太突然地转变到通道38中。在这个构形中，有助于连接元件沿着插入轴20，从箭头22表示的方向，尾端朝上插入到通道38中。例如，当插入时，连接元件100的前端102可接触斜切表面50和70中之一。斜切表面50和70依次将连接元件100指向通道38中，这样插入可以平滑且可控方式继续，臂40和60不会阻断连接元件的插入，或者连接元件不会引起接受器34在枢轴上转动，这样通道38不会脱离与插入轴20对齐状态。

在所说明的实施方案中，尾端表面48、68延伸到没有斜切表面的内表面52和72。在另一个实施方案中，斜切表面在尾端表面48、68和各自的内表面之间被提供，这样有助于连接元件以尾端朝上方式从相对方向插入到通道38中。对于提供前端表面和/或尾端表面成直角朝向插入轴的实施方案，有助于接受器与锚延伸和其它部件的连接，可提供十分健全的接受器设计，以便承受施加在接受器上的负载。

接受器34进一步包括一个斜坡表面80，该表面在臂40和60之间延伸的碗状部分36和通道38的底部表面39之间延伸。在所说明的实施方案中，底部表面39被顶90截断。其它实施方案考虑到一个连续的或者基本上连续的底部表面39。斜坡表面80有助于放置且引导连接元件100通过通道38，连接元件100的前端102应该在通道38之下沿着碗状部分36接触接受器34。

在所说明的实施方案中，锚组合器30包括顶90，位于与通道38临近的碗状部分36中。顶90包括一个中心开口92，以接受驱动部件(没有给出)，给锚元件32施加驱动力。当连接元件100位于通道38中时，连接元件100可用耦合元件96固定到接受器34上，如固定螺钉，通过螺纹方式沿着臂40和60啮合到内表面52和72上。耦合元件96驱使连接元件100与顶90接触，顶90被反过来驱使与锚元件32的头部啮合，并且将锚元件32相对接受器34固定位置。锚元件32的头部被一个C形固定夹(没有给出)、一个内部边缘或者其它合适的结构轴向限制在碗状部分36中，以便阻止锚元件32与接受器34分离。其它实施例考虑到此处所讨论的锚组合器30的其它构形，包括那些不包括顶90的构形。在另一个实施方案中，耦合元件可沿着臂40和60内部具有螺纹，且啮合到外螺纹上。在另一个实施方案中，耦合元件包括可内部和/或外部与臂40和60啮合的多个部件。

参考图2-3，将讨论通过一对锚组合器30a和30b放置连接元件100的一个实施例的插入技术。所示脊柱片段具有三个椎骨V1、V2和V3。椎间盘空间D1位于V1和V2之间，椎间盘空间D2位于椎骨V2和V3之间。第一锚组合器30a与椎骨V1啮合，第二锚组合器30b与椎骨V2啮合。第一延伸材料120a与第一锚30a耦合，第二延伸材料120b与第二锚30b耦合。对于其中锚30a和30b具有多轴能力的实施方案，可控制延伸材料120a和120b，这样它们的近端就会相互靠近，以便安装插入部件130。

对于微创手术方法，锚30a和30b可通过皮肤S和/或皮肤S和椎骨之间的组织形成的经皮途径，分别啮合到椎骨V1和V2上。可以为每个锚提供单独的途径，正如所说明的，可以为两个锚提供单一途径H1。连接元件100安放在插入器件130上，并且可沿着插入轴20，从病人体外的一个位置，如图2中所示，引导到如图3中所示的在锚30a，30b之间延伸的一个位置处。

锚30a和30b的接受器如此面向，以便——前端表面46、66和斜切表面50、70面对的方向，是接受连接元件100以便使其处于接受器的通道中的方向。斜切表面有助于并且可引导连接元件100插入到锚组合器的通道中，这是由于连接元件100的前端被引导通过了锚组合器30a、30b。在椎骨的微创手术中，当连接元件进入连接元件时，其可视化会由于组织而受到阻止或者降低，并且斜切表面可纠正连接元件与锚组合器通道的轻微的对准偏差。

在所说明的实施方案中，连接元件100在尾部到向头方向运动。应该考虑到，连接元件可以以向头方向到尾部方向插入，对于横向连接器在中部-侧部方向而言就是这样；或者可在任何其它适合在脊柱方法中放置连接元件的方向。进一步，连接元件可沿着脊柱被啮合到不止两个锚组合器上，并且可为多个脊柱运动节段提供稳定性。连接元件的放置也可适合与啮合到脊柱上的单一锚组合器进行啮合，或者适合涉及单一椎骨的方法。

连接元件100可以是可与一个或多个锚组合器连接的脊柱棒，以便刚性地稳定脊柱。连接元件100也可有弹性，以便允许其附着在其上的一个或多个脊柱运动节段的运动。其它实施方案考虑到连接元件100可包括多个组件。在另一个实施方案中，连接元件包括一个用于非刚性移植物如系索的运载体，使用该运载体有助于以末端向上方式，通过锚组合器，放置非刚性连接元件。其它实施方案考虑到用于连接元件的其它形式，包括板、线、支柱、缆和能通过锚组合器的接收器以末端向上方式插入的其它设备，或者单独，或者通过运载体。

在一个方法中，锚组合器30可通过微创接入口插入，以啮合锚元件32和椎骨的骨组织，如椎骨的椎弓根。微创接入口可通过小切口、套管、具有可扩大的工作渠道的套管提供，或者由两个或多个牵开器系统的牵开器刀片提供。锚组合器30可被引导，使用荧光图像、内窥镜视图或者其它适合的视图或者图像，以期望的轨道或者路径，将锚元件32定位到椎骨中。锚元件32可通过定位驱动器件通过通道38，并且在碗状部分36中与锚元件32啮合，被啮合到椎骨上。对于啮合到相同或者不同椎骨上的一个或多个额外的锚组合器，沿着一个或多个脊椎运动节段，可重复该方法。

在一个方法中，在锚元件32啮合到临近椎骨上之前或者之后，可在锚组合器10上安放延伸物。延伸物从锚元件延伸到位于病人体外的近端。提供沿着插入轴将连接元件递送到锚组合器的插入器件，该插入器件可安放在一个或多个延伸物的近端。插入物绕着延伸物的近端为枢轴可操作的，沿着插入轴并且通过一个或多个锚组合器的接受器的通道递送连接元件。

其它实施方案的方法考虑到连接元件的其它插入技术，包括沿着插入轴徒手插入连接元件，插入器件没有耦合到锚组合器上；使用了影像导航系统的插入器件；通过组织递送连接元件的插入器件，不会引起组织收缩或者切割组织；和通过开放切口递送连接元件的插入器件，例如，皮肤和组织被收缩以适应沿着插入轴放置连接元件。

尽管在附图和前述说明书中对本发明进行了详细的说明和描述，同样被认为是例证性的，在性质上没有限制，应该被理解：仅仅说明且描述了优选的实施方案，在本发明精神内的所有改变和修饰都渴望得到保护。

Claims (22)

1.一种锚组合器，用于沿着脊柱啮合连接元件，所述锚组合器包括：

一个可啮合到椎体上的锚元件；和

一个位于所述锚元件近端的接受器，所述接受器包括一个第一臂和一个第二臂，每一个臂包括一个近端表面和一个内表面，所述第一臂和第二臂中的每一个臂进一步包括一个前端表面和一个相对的尾端表面，从其所述近端表面远端延伸出来，所述内表面在沿着连接元件插入轴延伸的所述臂之间定义出一个通道，所述插入轴面对的方向是从所述前端表面朝向所述尾端表面，所述前端表面中的每一个通常成直角定向于所述插入轴，所述第一臂和第二臂中的每一个臂进一步包括一个从所述前端表面延伸到所述内表面的斜切表面，这样有助于连接元件以尾端向上方式插入到所述通道中。

2.如权利要求1的组合器，其中所述每一个尾端表面通常成直角与所述插入轴定向。

3.如权利要求2的组合器，其中每一个所述尾端表面延伸到所述各自臂的所述内表面。

4.如权利要求2的组合器，其中每一个臂包括一个在所述内表面和其所述尾端表面之间延伸的斜切表面。

5.如权利要求1的组合器，其中每一个所述第一臂和第二臂的所述斜切表面与其所述前端表面形成一个角度，所述角度的范围在30度到60度。

6.如权利要求1的组合器，其中所述接受器进一步包括一个远端碗状部分和一对臂，该对臂从所述碗状部分近端延伸出来，所述碗状部分在其中枢轴方式接受所述锚元件的近端。

7.如权利要求6的组合器，其中所述锚元件是骨螺钉。

8.如权利要求6的组合器，其中所述接受器包括一个在所述第一臂和第二臂的所述内表面之间延伸的底部表面，所述接受器进一步包括一个从所述底部表面延伸到绕着所述碗状部分的内表面的斜坡表面。

9.如权利要求1的组合器，其中所述每一个内表面包括一个凹曲的中心部分，所述凹曲的中心部分定义出一个沿其延伸的螺纹构形。

10.如权利要求9的组合器，其中所述每一个内表面包括一个第一线性部分，从所述中心部分延伸到所述斜切表面；和一个第二线性部分，从所述中心部分延伸到所述尾端部分，所述第一线性部分和第二线性部分中的每一个通常与所述插入轴平行地延伸。

11.一种脊椎稳定系统，所述系统包括：

一个可沿着脊柱放置的细长的连接元件，所述连接元件在前端和尾端之间延伸；

用于接受所述连接元件的锚组合器，所述锚组合器包括：

一个可与脊柱啮合的锚元件；和

一个从锚元件近端延伸出来的接受器，所述接受器定义出一个接受所述连接元件的通道，所述接受器包括一个第一臂和一个第二臂，每一个臂包括一个近端表面和一个内表面，所述第一臂和第二臂中的每一个进一步包括一个前端表面，和一个相对的尾端表面，该尾端表面从所述近端表面沿着所述臂远端方向延伸出来，所述内表面在所述臂之间定义出所述通道，所述连接元件沿着连接元件插入轴被放置到所述通道中，所述连接元件插入轴从所述前端表面朝着所述尾端表面的方向延伸，所述第一臂和第二臂中的每一个进一步包括一个斜切表面，从所述前端表面延伸到其所述内表面，这有助于所述连接元件以尾端朝上方式插入到所述通道中。

12.如权利要求11的系统，其中所述前端表面中的每一个通常成直角与所述插入轴定向。

13.如权利要求11的系统，其中所述尾端表面中的每一个通常成直角与所述插入轴定向。

14.如权利要求13的组合器，其中每一个臂包括一个在所述内表面和所述尾端表面之间延伸的斜切表面。

15.如权利要求11的组合器，其中所述接受器进一步包括一个远端碗状部分，和一对臂，该对臂从所述碗状部分近端延伸出来，所述碗状部分在其中枢轴式接受所述锚元件的近端。

16.如权利要求15的组合器，其中：

所述锚元件是骨螺钉；和

所述连接元件是脊柱棒。

17.如权利要求11的系统，其中所述内表面中的每一个包括一个凹曲的中心部分，该中心部分定义出一个沿着其延伸的螺纹构形。

18.如权利要求11的系统，其中所述内表面中每一个包括一个第一线性部分，从所述中心部分延伸到所述斜切表面，和一个第二线性表面构形，从所述中心部分延伸到所述尾端表面，所述第一和第二线性表面部分中的每一个总体上与所述插入轴平行地延伸。

19.一种用于固定脊柱片段的方法，所述方法包括：

将锚组合器啮合到脊柱的椎骨上，锚组合器包括一个接受器，该接收器包括一对臂，该对臂之间定义出一个通道，该对臂定义出与通道交通的近端开口，通道沿着插入轴延伸，插入轴取向是从前端表面朝向尾端表面的方向、在该对臂之间，接受器进一步在前端表面和通道之间包括斜切表面；和

沿着插入轴将连接元件在前端表面延伸到尾端表面的方向上通过通道插入，斜切表面引导连接元件以尾端朝上方式插入到通道中。

20.如权利要求11的方法，所述方法进一步包括：

将延伸的连接元件，用啮合在接受器的近端开口中的耦合元件，固定在接受器元件的通道中。

21.如权利要求11的方法，其中接受器被枢轴方式地啮合到椎骨上。

22.如权利要求19的方法，其中：

前端表面成直角取向于插入轴；和

通道由该对臂的内表面定义出，每一个内表面包括一个凹曲的中心部分、一个前端部分和一个尾端部分，前端部分和尾端部分沿着通道延伸，总体上与插入轴平行。

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