CN101897618A - 用于治疗或排出椎间盘的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,包括:a)穿过所述哺乳动物椎间盘中的开口的引导器;和b)具有记忆保持特性的导管,所述记忆保持特性将所述导管形成为预成形S形,其中所述导管通过所述引导器输送进入所述哺乳动物椎间盘的内部,并且所述导管可变形且在输送通过所述引导器时由所述引导器变形,并且所述导管在所述哺乳动物椎间盘的内部从所述引导器出来时恢复其预成形S形。
Description
本申请是申请日为2005年4月23日、发明名称为“用于治疗或排出椎间盘的装置和方法”且申请号为200580018413.1(国际申请号为PCT/US2005/014119)的发明专利申请的分案申请。
申请人请求享有2004年4月23日递交的美国临时申请No.60/564,838的优先权。
申请人请求享有2004年5月20日递交的美国临时申请No.60/572,930的优先权。
申请人请求享有2004年7月9日递交的美国临时申请No.60/586,627的优先权。
申请人请求享有2004年7月16日递交的美国临时申请No.60/588,582的优先权。
申请人请求享有2004年7月16日递交的美国临时申请No.60/588,587的优先权。
技术领域
本发明和方法涉及椎间盘的治疗或排出。
背景技术
椎间盘包括外纤维环和内髓核。健康的纤维环包括围绕髓核形成胶原和弹性纤维的同心环的10-20层薄层,而健康的髓核是卵形的且由髓核界限内的凝胶状粘蛋白构成。
在健康的正常椎间盘中,纤维环很厚并且内壁很坚固且没有明显的缺陷。老化和外伤导致纤维环的多个不同缺陷以及髓核的变化。这些缺陷对许多个体是疼痛源。广泛接受的是实际上导致疼痛的缺陷都 在后部或后侧部。到目前为止,最常见的是症状缺陷在后部和/或在单边的后侧部。在后部且在双边后侧部的症状缺陷确实存在,但是肯定更少见。另一方面,在内环壁的各个其它区段中(在前部、某一侧或两侧的前侧部、以及某一侧或两侧的侧部)常常可以发现沿着内环壁具有缺陷的变性变化。这些缺陷被理解为无症状的,但仍然是常见的。
射频被用于治疗内椎间盘破裂。施加前向压力以绕开与内环壁相邻的髓核,利用前向压力通过杠杆作用抵靠与所要治疗的部分相对的环壁,或者驱动穿过所要治疗的环组织。
导管绕着与内环壁相邻的髓核内侧前进。但是,在需要治疗的椎间盘系列中,很少遇到理想的椎间盘。结果就是导管的尖端(即使是弯曲和/或有帽的尖端)会卡在壁的缺陷中,从而使得前进困难或者不可能。这经常导致导管的纽结(kinking)(该导管通常随后必须取出)、进入缺陷中(大概会使缺陷恶化)、穿过环壁(显然会在环壁中产生完全的缺陷并甚至可能刺穿或损伤神经或血管结构),而最终使得所要进行的治疗不理想甚至不可能。另外,在这些情况下导管可能对椎间盘导致了进一步的损伤。导管可能不小心探入的那些缺陷可以是所要治疗的一个或多个缺陷。或者,同样可能不小心进入在前部、前侧部、或侧壁中的缺陷,而导致手术的失败。变性的椎间盘壁通常包含多个这样的缺陷以及壁的变薄,所有这些壁都经常被刺穿。
发明内容
本发明提供了一种用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,包括:穿过所述哺乳动物椎间盘中的开口的引导器;和具有记忆保持特性的导管,所述记忆保持特性将所述导管形成为预成形S形,其中所述导管通过所述引导器输送进入所述哺乳动物椎间盘的内部,并且所述导管可变形且在输送通过所述引导器时由所述引导器变形,并且所述导管在所述哺乳动物椎间盘的内部从所述引导器出来时恢复其预成形S形。
本发明是一种通过关节镜(anthroscopy)将弧形导管定位成抵靠 椎间盘的内环壁,特别是在椎间盘的内环的后部和后侧部上的方法。根据本方法使用的装置不需要对哺乳动物椎间盘的内环壁施加前向尖端压力。弧形导管定位成抵靠椎间盘的内环壁,特别是在椎间盘的内环的后部和后侧部上,这些部分是具体需要治疗的部分。当未对导管施加压力或力时,弧形导管保持其预定弧形。
在另一实施例中,使用弧形护套来从哺乳动物椎间盘的内部逐渐除去材料。在又一实施例中,使用弧形护套和导管来除去整个椎间盘并布置支承件以保持盘空间。
附图说明
图1示出人体脊柱一部分的局部侧视图。
图2是基本沿图1的线2-2所取的剖视图。
图3是示出引导针、非传导护套、管心针(stylet)和导管的分解图。
图4示出管心针在合适位置且刺穿盘的环壁的引导针。
图5示出取出了管心针的引导针。
图6示出插入并穿过引导针的非传导护套,其中S形导管穿过护套前进。
图7示出按需要延伸穿过护套的S形导管。
图8示出缩回以定位导管的引导针和护套。
图9示出缩回的引导针和护套,并且导管定位成抵靠内环壁缺陷。
图10示出从椎间盘抽出该装置且密封该医源性缺陷。
图11示出引导针相对于椎间盘的插入角度的允许范围。
图12示出引导针以与图4至10所示不同的角度刺穿环壁。
图13示出引导针进入椎间盘的另一角度。
图14示出具有多个孔的导管,可以穿过这些孔分配材料。
图15是插入具有端口的护套中的引导针的剖视图。
图16是具有端口的引导针的剖视图,并且还示出了其中的切割器,材料可以通过这些端口插入椎间盘中或者可以从这些端口除去。
图17示出刺穿椎间盘的引导针和管心针。
图18示出弯曲而与内环壁接触的柔性尖端。
图19示出可以用于从椎间盘除去材料的切割器。
图20示出使用切割器和灌洗/抽吸除去椎间盘材料的路径。
图21示出从椎间盘除去材料的顺序步骤。
图22示出从椎间盘除去材料的另一顺序步骤。
图23示出从椎间盘除去材料的又一顺序步骤。。
图24是其中具有套管针(trocar)的引导器的剖视图。
图25是其中具有牵开器(retractor)的引导器的剖视图。
图26是哺乳动物脊柱的局部斜视图。
图27是哺乳动物脊柱的局部斜视图,其中牵开器处于合适位置。
图28是护套的剖视图。
图29是护套和引导器的剖视图,其中切割器、光纤源以及灌洗/抽吸处于合适位置。
图30是示出根据本发明的方法排出椎间盘的一部分的哺乳动物椎间盘的平面图。
图31示出支承件在椎间盘内的布置。
图32示出根据本发明的方法排出椎间盘的顺序步骤。
图33示出位于椎间盘内的另一支承件。
图34示出根据本发明的方法排出椎间盘的另一顺序步骤。
图35示出位于椎间盘内的另一支承件。
图36示出根据本发明的方法排出椎间盘的另一顺序步骤。
图37示出根据本发明的方法排出椎间盘的另一顺序步骤。
具体实施方式
现在参考附图,图1示出哺乳动物脊柱,更具体而言是人体脊柱2的局部视图。图2是沿图1的线2-2所取的剖视图,并示出了人体脊柱的椎间盘的环壁4。内环壁由于外伤、老化和/或疾病而是粗糙且呈锯齿状的。椎间盘标为6的部分由于其状况而示出进行治疗。导管 进入到椎间盘并围绕椎间盘的壁而前进到待治疗区域是困难的,因为导管的尖端很可能接合粗糙且呈锯齿状的内环壁。导管优选抵靠椎间盘中所要治疗的部分放置,以使导管在椎间盘内的行程最短,但仍然确保导管与椎间盘中所要治疗部分的良好接触。进入椎间盘的角度应该最大化以允许一定范围内的操作条件和针的布置。本实施例中预期的椎间盘中需要治疗的部分是后侧部(一侧或两侧)加上或减去后壁的一部分。
图3示出本发明装置的主要元件。管心针8插入引导针10中。随后将形式为护套12的腔管(lumen)插入引导针中,并且预成形为S形的导管14穿过护套前进。
管心针和引导针形成穿过椎间盘的与需要治疗一侧相对侧的后壁进入椎间盘的通道。管心针用于防止组织聚积在前进的引导针内。
引导针在荧光镜的引导下沿上关节突(superior articular process)的侧向前进。刺穿环并且引导针开始时可以前进椎间盘的约1/3到1/2的距离,这可以由熟练进行这种手术的操作者判断。
图4示出管心针在合适位置的引导针。与引导针一起,管心针的尖头被驱动穿过椎间盘的壁。然后取出管心针(图5)。
在管心针和引导针刺穿椎间盘的环壁并到达椎间盘的内部之后,取出管心针并用可能是护套的腔管代替。具有记忆保持特性的预成形为S形的导管容纳在直的护套内。直的护套被插入通过引导进入椎间盘的引导针。导管被来自护套壁的压力压直,但导管在脱出护套时会恢复其S形。
护套在引导针的外端处锁定到位。当锁定到位时,导管护套将从引导针的尖端伸出。护套保持容纳在椎间盘髓核内而不在相对的环壁附近,但是可以按需要前进或缩回以进行导管定位。
护套优选由非传导材料制成,该材料具有的绝热特性足以避免对椎间盘外的组织和结构的不期望的加热,即使导管的加热部分非常靠近甚至接触此护套。护套可以是直的或稍稍弯曲,并且一旦取出管心针就能够前进通过引导针。其具有足够的刚度以在导管的一部分处于 护套中时将该部分保持在直的位置。护套能够在上部从外部锁定到引导针的针座处。
非传导的导管护套确保不会出现对引导针的不小心的加热。加热可能导致对皮肤、皮下组织、脂肪、肌肉甚至神经的损伤。
护套被插入引导针的腔管中,同时引导针如图5所示在椎间盘内保持在合适位置。在图6中,导管穿过护套前进。当S形的导管在椎间盘的内部脱出护套时,导管由于记忆保持特性且没有施加压力而呈现其S形,如图6所示。在图7中,导管继续前进并接触待治疗的后侧壁所在侧的侧向内环壁。导管的前进可以用荧光镜监视。
图8示出在导管前进时从椎间盘缩回的引导针。此运动组合使得导管向着作为待治疗侧的后侧壁及后壁移动。如图所示,引导针和护套被缩回,直到导管处于抵靠待治疗处的合适位置。可以用荧光镜监视护套和导管的定位。
如图9所示,引导针被缩回,直到导管抵靠在待治疗的后侧壁上。待治疗的后侧壁与引导针已经刺穿的后壁侧相对。通过导管可以对椎间盘壁施加热或射频。可以使用合适的导管应用其它治疗手术。如图10所示,然后可以缩回导管,并从椎间盘缩回引导针。或者可以有差别地加热此导管的尖端以密封针进入缺陷,或者取出S形导管并用在尖端具有加热元件的直导管代替。在针-护套-导管组件被抽出时对尖端加热就密封了进入缺陷。或者,可以使用在尖端处具有入口的导管,以注入所述进入缺陷的密封剂。
对于在锐角和钝角的极限之间的针位置,护套对所使用导管的长度将确定导管尖端与相对的侧壁接触处的位置。认识到使导管接触待治疗侧的侧壁的中部的目标并在荧光镜下监视进展将有助于理想的导管定位。
当对导管未施加材料压力或力时,导管在椎间盘内的部分具有S形。导管可以由镍钛诺(nitinol)形成,该导管足够柔性以前进穿过直的腔管或护套,但将在位于椎间盘内时恢复预成形的弧形或S形。导管还应该足够柔性以在抵靠壁时符合椎间盘壁(例如内椎间盘的后 壁)的形状(图9)。
S形的导管使得医生能够不必首先用导管接触前壁,就治疗有缺陷的椎间盘的后壁,特别是后侧壁。该装置和方法防止导管的末端或尖端卡在或挂在粗糙的内环壁上,该内环壁可能具有许多裂缝而难以使导管沿着壁前进。S形的导管使得导管能够被引入椎间盘内部,并随后通过操纵引导针和导管来定位,而不会使导管受到椎间盘中缺陷的阻碍。S形有助于导管与椎间盘的后侧段的良好接触,即使针进入的角度不太理想。另外,S形阻止导管横贯穿过通常充满碎片的椎间盘内部的任何大的段。这就使碎片向着待治疗的内环壁段的“铲聚(shoveling)”最小化。
导管可以包含不同长度的加热段。包含在这些类型的导管的每一种中的最后的加热元件可以直接位于尖端处,并用于退出内环壁时的点密封。另一实施例包括在尖端处具有加热元件的直导管。
在导管抽出时,导管的末端或尖端在退出环壁时变直。在此位置由尖端16进行点加热就密封了由引导器和导管产生的缺陷。
图11示出了在将引导针驱动进入椎间盘中时针插入角度的可接受范围18。角度的可接受范围在约70度内。但不小于45度。由于导管的S形构形,不需要引导针的精确进入。
如图12所示,可接受的范围用根据此新方法所使用的S形导管实现,即使针插入的角度不同于图9所示。类似地,针插入的角度可以如图13所示地变化。引导针可以从图13所示的位置抽出到内部的后环壁,并且S形的导管能够通过上述方法定位成抵靠椎间盘的后侧壁。
导管可以提供用于治疗椎间盘的热或射频。通过该装置和方法可以使用其它治疗应用。另外,导管20可以具有多个孔用于将诸如粘合剂、密封剂或填充剂的材料输送到椎间盘中(图14)。物质22可以通过导管注入到受影响的地点以不同于热的化学或其它方式密封环壁中包括裂缝和撕裂在内的缺陷。压力计或光纤查看器也可能用在此导管系统。
图15示出该装置的第二实施例,其中护套中形成有端口32、34。 管心针示出为在本实施例的引导针中处于合适位置。使用管心针和引导针到达椎间盘的内环,并在图17中示出。
在进入椎间盘之后,抽出管心针。护套的端口可以用于将材料插入椎间盘中或从椎间盘除去材料。可以对端口施加真空以除去材料。
图18示出了护套的柔性可变形尖端。尖端变形(可以通过荧光镜可视)限制了对内环壁的碰撞。在一个实施例中,护套伸出5mm就足以使其在接触相对的内环壁时可以被观察到弯曲。护套尖端的弯曲限定了正好从引导针组件进入椎间盘的入口所横跨的内环壁的极限。内环壁与针插入处相对的极限可以在用荧光镜观察时限定。
如图16所示,旋转切割器36包含在护套内。旋转切割器用于在抽出引导针时切去材料(图20)。或者,可以使用另一种切割器。
当引导针、护套和切割器组件在髓核中时,柔性护套的尖端通过外部操纵前进而使得其从引导针伸出。带螺纹的探头从护套伸出例如2-3mm。旋转的带螺纹探头被驱动在内环壁内旋转。旋转的带螺纹探头的初始“轮次(pass)”通过沿直线将引导针/护套/探头抽回到以下位置而实现,所述位置是引导器/护套尖端处于如前所限定的开口到内环壁中的水平处的位置。然后使组件前进回到如前利用荧光镜所限定的位于相对的内环壁处的位置。在引导针被抽出预定距离(在一个实施例中例如5mm)的同时,护套/探头被保持在其当前位置。再次在探头旋转的情况下抽出组件。类似于割草地除去附加量的材料。如果第一次和第二次探头抽出之间有附加量的材料,则插入针抽出的量可以修改成小于例如5mm。以连续的方式,使组件前进,抽出引导针40,开始带螺纹的探头的旋转,抽出护套/探头然后抽出引导器分段,直到完成最后的护套/探头抽出且引导针尖端位于插入内环壁的水平处。因为护套是S形的,护套从针伸出的短的长度将是弧形的。逐渐变长的露出护套的分段呈现变化程度的S形。此过程非常彻底地排出了开始所定位的髓核的大约一半。此时,护套/探头被抽出到引导针中。护套/探头在引导器内旋转大体上180度。然后以相同的方式在髓核的另一半上重复该过程。可以间隔地经由侧端口32将物质(其可能是生 理盐水)注入到护套中并交替地在端口34抽吸,以有助于除去髓核内含物。
护套具有预成形的S形,并具有对S形的记忆。所以,当旋转的切割器从引导针伸出时,护套将继续稍稍弯曲,这就使得能够除去与图20所进行的切割相邻的材料42(图21)。当旋转切割器切去材料时,通过引导针的端口34进行灌洗/抽吸。一个端口允许将物质(其可能是生理盐水)注入到一个端口中。另一个端口用于从椎间盘抽吸或以其它形式除去包括碎片在内的材料。通过增加S形护套从针40伸出的长度,当切割器从护套进一步伸出时,每次都有附加轮次从椎间盘取出材料。图22示出了在切割器进行六个轮次并开始第七轮次之后的切割器。在每一轮次中,护套伸出的弧形能逐渐从椎间盘内部进行除去。护套从引导针露出的较短分段具有的弧形允许经过整个椎间盘的无限多个路径,使得能够按需要除去髓核材料。
在从椎间盘的一侧除去材料之后,切割器缩回到针中。切割器和/或护套旋转180度,使得S形切割器位于椎间盘的相对侧。包含切割器的护套按需要在每一随后的轮次上从引导针伸出,直到如图23所示按期望地从椎间盘除去了材料。
图24示出位于引导器52内的套管针(trocar)50。套管针可以是相对较大的管心针。图25示出位于引导器内的牵开器54。牵开器操纵神经根56。
图26示出哺乳动物脊柱的脊椎骨58、哺乳动物脊柱的另一脊椎骨60、以及位于两个脊椎骨之间的椎间盘62。还示出了椎弓根64、上关节面68和下关节面66。神经根56被示为横贯椎间盘。如图所示,神经根的位置干涉对椎间盘的操作。图26是示出通常利用荧光镜可视化用于椎间盘内手术(intradiscal procedure)的斜视图,除了不在荧光镜下可视化但其位置是有经验的操作者所熟知的神经根。
使用套管针来刺破并穿透皮肤和其它组织。在到达神经根时,取出套管针并插入牵开器。使用牵开器将神经根抬起到引导针上方,使得神经根被移开而不会与对椎间盘的操作干涉(图27)。
一旦牵开器已经将神经根重新定位在引导器上方,就可以从引导器取出牵开器,并将套管针重新插入引导器中。在神经根位于引导器上的情况下,在将套管针和引导器插入椎间盘中时就不会损伤神经根。套管针刺破椎间盘以利用引导器对椎间盘进行操作。
图28示出了用于根据所述方法排空有缺陷的椎间盘的护套70的横截面。在所示实施例中,护套具有三个腔管。第一腔管72用作光缆的通道。设有第二腔管74,切割器通过该第二腔管74传送到椎间盘内的工作位置。切割器可以是激光切割器或机械切割器,例如旋转切割器。
第三腔管76相对较大,并提供用于灌洗和抽吸的通道。盐水或其它材料可以通过腔管引入到椎间盘中的工作位置。可以通过腔管76抽吸和排出被除去的组织以及附带的血和其它材料。
图29示出光纤源78、切割器80和用于灌洗和抽吸的通道82。
引导器如上所述穿透椎间盘的壁。引导器被示为穿透图30中的椎间盘84的后侧壁。护套穿过引导器位于椎间盘内。护套开始被定位成其前端仅仅延伸稍稍超出引导针的末端。驱动切割器、光纤以及灌洗和抽吸,而将整个组件以及引导针推到椎间盘的相对壁86(其在此情况下是椎间盘的前侧部),从而如图30所示除去椎间盘的髓核和盘壁自身。因为当未对护套施加压力时实质上延伸的护套具有S形,所以在护套从引导针伸出很少时护套将稍稍弯曲。因此,当护套从引导器稍稍前进时,由于护套的弧形图30所示的切割有点呈圆锥形,而非直的。
排出向外进行。当除去椎间盘时,必须提供支承件用于连接脊椎骨。图31示出从护套除去的切割器、以及使用插入或定位工具置于合适位置的支承件或支柱88。在使用例如盐水的情况下,支承件或支柱能够膨胀。所以,支承件或支柱可以是气球或气泡。
护套逐渐延伸,并使用引导器大体直线横交进出椎间盘而进行逐次切割。如图32所示,进行逐次切割,直到从引导针的一侧基本上完全除去椎间盘和相关联的髓核90。切割器可以按需要从护套取出,并 插入定位工具以将支承件或支柱定位在椎间盘内。
在椎间盘的一侧被基本上除去后,护套、和/或引导针及护套旋转180度(图34)。切割器处于护套中的合适位置。通过控制并使引导器和护套分别或作为一个单元在椎间盘内前进,并且切割器在合适位置的情况下,逐渐进行附加的轮次。在每个轮次上使护套逐渐延伸,从而利用每个轮次逐渐除去椎间盘中更加远离引导器的部分。
护套的S形状使得能够除去偏离引导器两侧的椎间盘材料,即使引导器在引导器所经过的椎间盘中形成的空洞指示的大体直线上前进和缩回。护套的S形状使得随着切割器逐渐从引导器伸出,切割器能够逐渐到达侧部。本实施例的护套、图3至图14所示的导管以及图22至图23所示的护套每个在未对导管或护套施加材料压力时都具有S形。这里示出的本发明的每个实施例中的导管或护套具有记忆特性,其在未对导管或护套施加材料压力时使导管或护套恢复到S形。但是,当导管或护套位于引导器内,或者在导管的情况下位于用于导管的护套内时,S形元件重新形成为直的,但是在退出直腔管时恢复其S形。
继续图中所示优选实施例的过程,图36示出了通过护套从引导器稍稍伸出而对椎间盘进行的最后切除。图37使用切割器来除去椎间盘,其中切割器甚至从针伸出得更少。但是,实践中可能必要的是除去整个椎间盘。期望的可以是留下部分椎间盘在合适位置作为支承,只要通过这里所述的方法除去了所针对的椎间盘的有缺陷的部分。
Claims (12)
1.一种用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,包括:
a)穿过所述哺乳动物椎间盘中的开口的引导器;
b)具有记忆保持特性的导管,所述记忆保持特性将所述导管形成为预成形S形,其中所述导管通过所述引导器输送进入所述哺乳动物椎间盘的内部,并且所述导管可变形且在输送通过所述引导器时由所述引导器变形,并且所述导管在所述哺乳动物椎间盘的内部从所述引导器出来时恢复其预成形S形。
2.根据权利要求1所述的用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,其中所述引导器包括腔管,并且其中所述导管穿过所述腔管输送进入所述哺乳动物椎间盘的内部,其中所述导管由所述腔管变形,并且其中所述导管在从所述腔管出来时逐渐恢复其预成形S形。
3.根据权利要求1或2所述的用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,其中所述导管包括用于发射射频的装置。
4.根据权利要求1或2所述的用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,其中所述导管包括用于发热的装置。
5.根据权利要求1或2所述的用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,其中所述引导器基本上是直的,并在所述导管由所述引导器输送时将所述导管的至少一部分形成为直的。
6.根据权利要求1或2所述的用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,其中所述引导器包括基本是直的腔管,并且在所述导管由所述引导器输送时所述腔管将所述导管形成为直的。
7.根据权利要求1或2所述的用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,其中所述引导器是经皮肤的引导器。
8.根据权利要求1或2所述的用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,其中所述引导器包括护套,所述导管通过所述护套输送进入所述哺乳动物椎间盘的内部,并且所述导管在输送通过所述护套时由所述护套变形,并且所述导管在所述哺乳动物椎间盘的内部从所述护套和所述引导器出来时恢复其预成形S形。
9.根据权利要求8所述的用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,其中所述护套在所述引导器内缩回和前进。
10.根据权利要求8所述的用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,其中所述护套是直的。
11.根据权利要求8所述的用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,其中所述护套是弯曲的。
12.根据权利要求8所述的用于治疗或排出哺乳动物椎间盘的内部的装置,其中所述护套使组织与所述导管发出的热隔离。
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