CN107518941A - 一种软组织扩张器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软组织扩张器，特别是一种机器人辅助导航骨科微创手术用软组织扩张器，属于骨科手术医疗器械技术领域。软组织扩张器包括导向器、工作套筒和扩张芯，导向器包括一用于与骨科手术导航定位系统的机械臂基座连接的固定杆、导向杆和导向管，其中导向杆的一端与固定杆连接，导向杆的另一端与导向管连接。导向管内设有工作套筒，工作套筒内设有扩张芯。本发明既能引导单向或万向实心椎弓根螺钉的置入，还能很好地与骨科手术导航定位系统机械臂配合使用，提高手术精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种软组织扩张器，特别是一种机器人辅助导航骨科微创手术用软组织扩张器，属于骨科手术医疗器械技术领域。
背景技术
由于开放手术对椎旁肌破坏较大，手术时间长、出血多，术后并发症较多，恢复较慢，近年来医生和患者越来越青睐于经皮胸腰段矫形微创手术。随着机器人辅助手术技术被广泛应用于各类骨科手术，在脊柱外科经皮椎弓根螺钉微创内固定术中，骨科手术导航定位系统使得经皮椎弓根螺钉置入准确性大幅度提高，手术操作时间缩短。在骨科手术导航定位系统辅助下，现有配套的脊柱微创末端工具可以引导克氏针，在椎弓根进行准确定位和置入，术者可以进一步利用克氏针来引导空心椎弓根螺钉的置入。但由于实心椎弓根螺钉不能利用克氏针引导，所以该系统目前还无法实现间接或直接地引导实心椎弓根螺钉置入。相比于实心椎弓根螺钉，空心螺钉的力学性能较弱，患者术后不能尽早进行负重功能训练。并且，对于体型较小的患者，或者胸椎的上节段，椎弓根细小，如果使用空心椎弓根螺钉，受到自身设计所限，直径较小的空心螺钉与相同直径的实心螺钉相比，其强度势必会被大大削弱。再者，现有骨科手术导航定位系统的导向器，由于需要引导直径较小的克氏针，因此导向管直径也较小，导致实施脊柱矫形手术时，导向套管不能满足其它辅助手术工具及椎弓根螺钉的通过。另外，用于定位和引导的克氏针，在置入过程中，术者稍有不慎即可打穿椎体前缘，造成血管和腹腔内部脏器的损伤。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种软组织扩张器。本发明通过特殊的结构改进，能够引导单向实心椎弓根螺钉或万向实心椎弓根螺钉的置入，还能很好地与骨科手术导航定位系统机械臂配合使用，提高手术精度，缩短手术时间，同时规避了使用克氏针带来的手术风险。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种软组织扩张器包括导向器、工作套筒和扩张芯。所述导向器包括一用于与骨科手术导航定位系统的机械臂基座连接的固定杆、导向杆和导向管，其中所述导向杆的一端与固定杆连接，导向杆的另一端与导向管连接。所述导向管内设有工作套筒，所述工作套筒内设有扩张芯。其中所述导向管、工作套筒和扩张芯同轴心配合。本发明与骨科手术导航定位系统的机械臂基座相组合，无需术者手扶操作，去除了人为因素带来的误差，同时也降低医疗人员人力成本。
前述的固定杆与导向杆的连接处还设有一定位法兰，当机械臂基座与固定杆连接之后，所述定位法兰紧紧地抵在基座的端部，避免出现轴向间隙，从而实现基座与导向器的紧固连接。所述固定杆的侧面还开设有一锁紧槽，所述固定杆伸入所述骨科手术导航定位系统的机械臂基座安装槽中，所述基座上的止动螺杆顶入锁紧槽内，将机械臂与导向器更好地固定连接。
由于本发明的结构设计无需克氏针引导，前述的导向管的内径可以为φ12㎜～φ20㎜。在实施脊柱矫形手术时，该尺寸既能满足辅助手术工具的通过，还能间接或直接地引导单向或万向实心椎弓根螺钉的置入。
前述的导向管远离导向杆的侧面开设有内螺纹孔，所述内螺纹孔上安装有固定螺母。所述固定螺母通过内螺纹孔旋入导向管内，贴在工作套筒的外侧面，用于更好地固定工作套筒。所述固定螺母包括相互连接的螺杆和旋钮，所述旋钮为梅花形旋钮。固定螺母采用梅花形设计，有效防止操作过程中打滑。
前述的工作套筒包括顺次连接的套筒头端、呈圆筒形的套筒本体和套筒尾端，其中所述套筒本体的外径小于所述导向管的内径。工作套筒的长度大于完整的实心椎弓根螺钉的总长，所述工作套筒的内径能够满足实心椎弓根螺钉穿过。所述套筒头端为有一定厚度的环形组件，所述环形组件外径大于所述导向管的外径，所述套筒尾端为一环形锯齿。
前述的套筒头端的内缘做倒角处理，便于扩张芯或椎弓根螺钉更好地置入。所述套筒尾端的环形锯齿尖端向套筒本体轴线方向汇聚，所述环形锯齿的轴向长度为1～3cm。
进一步的，前述的工作套筒的长度为35mm～170mm，工作套筒的内径为8mm～25mm。
进一步的，前述的扩张芯为实心结构。
前述的扩张芯包括顺次连接的扩张芯头端、扩张芯中部和扩张芯尾端。其中所述扩张芯中部长度≥工作套筒长度，所述扩张芯头端外径略大于所述工作套筒内径，所述扩张芯中部和扩张芯尾端的外径均小于所述工作套筒内径，使得扩张芯可以顺利通过工作套筒而连接为一整体，但结合之后相互不发生晃动。综上所述，扩张芯的长度大于工作套筒的长度，使得扩张芯插入工作套筒后，其扩张芯头端和扩张芯尾端均显露于工作套筒以外。
前述的扩张芯头端外周开设有若干个凹陷部，便于手持。所述扩张芯尾端远离扩张芯中部的一端为圆锥形，由于扩张芯尾端呈尖锐的圆锥形，很容易将肌肉扩张，工作套筒可以沿扩张的肌间隙顺利触及椎弓根，省时省力，对软组织的切割少，损伤小，便于钝性扩张软组织。所述扩张芯中部的外径小于所述扩张芯尾端的外径。除扩张芯头端和扩张芯尾端，扩张芯中部的外径远小于工作套筒的内径，以减轻自重和材料用量。
一种软组织扩张器的使用方法，采用前述的软组织扩张器，包括以下步骤：在手术中，将导向器的固定杆通过锁紧槽连接至骨科手术导航定位系统的机械臂末端，在机械臂基座和导向器的引导定位下，将工作套筒穿过导向器的导向管，套筒尾端触及患者皮肤，在患者皮肤上确定植入椎弓根螺钉的位置并做10㎜-30㎜的切口，切开皮肤、肌肉和深筋膜；
沿工作套筒插入扩张芯，使二者紧密合并为一体，扩张芯尾端触及肌肉后，术者用力推进套筒头端和扩张芯头端，使肌肉和深筋膜被钝性扩张，直至扩张芯尾端首先触及椎弓根，继续推进套筒头端，直至套筒尾端的环形锯齿触及椎弓根，然后取出扩张芯；
使用其它脊柱矫形手术器械，在椎弓根进行筋膜磨平、骨皮质开路、攻丝、置钉等操作。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
(1)通过特殊的结构改进，调整导向管的内径尺寸，使得实施脊柱矫形手术时，该尺寸既能满足辅助手术工具的通过，还能间接或直接地引导单向或万向实心椎弓根螺钉的置入，且无需使用克氏针做引导；
(2)由于传统手术方式主要依靠术者对解剖知识的理解以及手术器械操作的熟练程度，结合实时透视图像，可能需要几次尝试最终才能确定微创手术通路，而本发明能够很好地与骨科手术导航定位系统配合使用，利用术中导航定位系统进行精确定位，确定将要进行手术操作的椎弓根在患者体表对应的区域，进一步实施经皮微创手术，定位更精准，准确性显著提高，同时简化了手术步骤；
(3)在实施微创扩张的过程中，完全由导航定位系统引导，提高手术精度、缩短手术时间，对患者肌肉、韧带和神经损伤小，出血量小，在确定了精准的手术路径后，还可以利用配套手术工具进行椎弓根螺钉的置入，是一种能够适配于骨科手术导航定位系统的手术器械，适宜在机器人辅助脊柱微创矫形手术中推广。
附图说明
图1是本发明与骨科手术导航定位系统的机械臂基座配合的工作示意图；
图2是本发明中导向器的结构示意图；
图3也是本发明中导向器的结构示意图；
图4是本发明中固定螺母的俯视图；
图5是本发明中固定螺母的侧面视图；
图6是本发明中工作套筒的结构示意图；
图7是图6中工作套筒的局部放大示意图；
图8是本发明中扩张芯的结构示意图。
附图标记的含义：1-导向器，101-固定杆，102-锁紧槽，103-导向杆，104-定位法兰，105-固定螺母，106-导向管，107-螺杆，108-旋钮，2-工作套筒，201-套筒本体，202-套筒头端，203-套筒尾端，3-扩张芯，301-扩张芯头端，302-扩张芯中部，303-扩张芯尾端，304-凹陷部，4-机械臂基座。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：如图1～图8所示，一种软组织扩张器包括导向器1、工作套筒2和扩张芯3。导向器1包括一用于与骨科手术导航定位系统的机械臂基座4连接的固定杆101、导向杆103和导向管106，其中导向杆103的一端与固定杆101连接，导向杆103的另一端与导向管106连接。其中固定杆101与导向杆103的连接处还设有一定位法兰104，当机械臂基座4与固定杆101连接之后，定位法兰104紧紧地抵在基座的端部，避免出现轴向间隙，从而实现机械臂基座4与导向器1的紧固连接。固定杆101的侧面还开设有一锁紧槽102，固定杆101伸入骨科手术导航定位系统的机械臂基座4安装槽中，基座上的止动螺杆顶入锁紧槽102内，将机械臂与导向器1更好地固定连接。导向管106内设有工作套筒2，工作套筒2内设有扩张芯3。其中，导向管106、工作套筒2和扩张芯3同轴心配合。本发明与骨科手术导航定位系统的机械臂基座4相组合，无需术者手扶操作，去除了人为因素带来的误差，同时也降低医疗人员人力成本。
实施例2：如图1～图8所示，一种软组织扩张器包括导向器1、工作套筒2和扩张芯3。导向器1包括一用于与骨科手术导航定位系统的机械臂基座4连接的固定杆101、导向杆103和导向管106，其中导向杆103的一端与固定杆101连接，导向杆103的另一端与导向管106连接。导向管106的内径为φ12㎜～φ20㎜。具体的，导向管106的内径为φ15㎜。实施脊柱矫形手术时，该尺寸既能满足辅助手术工具的通过，还能间接或直接地引导单向或万向实心椎弓根螺钉的置入。其中固定杆101与导向杆103的连接处还设有一定位法兰104，当机械臂基座4与固定杆101连接之后，定位法兰104紧紧地抵在基座的端部。固定杆101的侧面还开设有一锁紧槽102，固定杆101伸入骨科手术导航定位系统的机械臂基座4的安装槽中，基座上的止动螺杆顶入锁紧槽102内，将机械臂与导向器1固定连接。导向管106内设有工作套筒2，工作套筒2内设有扩张芯3，扩张芯3为实心结构。导向管106、工作套筒2和扩张芯3同轴心配合。
导向管106远离导向杆103的侧面开设有内螺纹孔，内螺纹孔上安装有固定螺母105。固定螺母105通过内螺纹孔旋入导向管106内，贴在工作套筒2的外侧面，用于更好地固定工作套筒2。固定螺母105包括相互连接的螺杆107和旋钮108，旋钮108为梅花形旋钮。其中，工作套筒2包括顺次连接的套筒头端202、呈圆筒形的套筒本体201和套筒尾端203，其中套筒本体201的外径小于导向管106的内径。工作套筒2的长度大于完整的实心椎弓根螺钉的总长，工作套筒2的内径能够满足实心椎弓根螺钉穿过。工作套筒2的长度范围可以在35mm-170mm，工作套筒2的内径范围可以在8mm-25mm。具体的，工作套筒2的长度为100mm，工作套筒2的内径为15mm。套筒头端202为有一定厚度的环形组件，环形组件外径大于导向管106的外径，套筒头端202的内缘做倒角处理，便于扩张芯3或椎弓根螺钉更好地置入。套筒尾端203为一环形锯齿，环形锯齿尖端向套筒本体201轴线方向汇聚，环形锯齿的轴向长度为1～3cm。更进一步的，环形锯齿的轴向长度为2cm。
其中，扩张芯3包括顺次连接的扩张芯头端301、扩张芯中部302和扩张芯尾端303。扩张芯中部302长度≥工作套筒2长度，扩张芯头端301外径略大于工作套筒2内径，扩张芯中部302和扩张芯尾端303的外径均小于工作套筒2内径，使得扩张芯3可以顺利通过工作套筒2而连接为一整体，扩张芯3插入工作套筒2后，其扩张芯头端301和扩张芯尾端303均显露于工作套筒2以外。另外，扩张芯头端301外周开设有若干个凹陷部304，便于手持。扩张芯尾端303远离扩张芯中部302的一端为圆锥形，很容易将肌肉扩张，工作套筒2可以沿扩张的肌间隙顺利触及椎弓根，便于钝性扩张软组织。扩张芯中部302的外径小于扩张芯尾端303的外径。除扩张芯头端301和扩张芯尾端303，扩张芯中部302的外径远小于工作套筒2的内径，以减轻自重和材料用量。
实施例3：如图1～图8所示，一种软组织扩张器的使用方法，采用上述的软组织扩张器，包括以下步骤：
在手术中，将导向器1的固定杆101通过锁紧槽102连接至骨科手术导航定位系统的机械臂末端，在机械臂基座4和导向器1的引导定位下，将工作套筒2穿过导向器1的导向管106，套筒尾端203触及患者皮肤，在患者皮肤上确定植入椎弓根螺钉的位置并做10㎜-30㎜的切口，切开皮肤、肌肉和深筋膜；
沿工作套筒2插入扩张芯3，使二者紧密合并为一体，扩张芯尾端303触及肌肉后，术者用力推进套筒头端202和扩张芯头端301，使肌肉和深筋膜被钝性扩张，直至扩张芯尾端303首先触及椎弓根，继续推进套筒头端202，直至套筒尾端203的环形锯齿触及椎弓根，然后取出扩张芯3；
使用其它脊柱矫形手术器械，在椎弓根进行筋膜磨平、骨皮质开路、攻丝、置钉等操作。
Claims (10)
1.一种软组织扩张器，其特征在于，包括导向器(1)、工作套筒(2)和扩张芯(3)，所述导向器(1)包括一用于与骨科手术导航定位系统机械臂基座(4)连接的固定杆(101)、导向杆(103)和导向管(106)，其中所述导向杆(103)的一端与固定杆(101)连接，导向杆(103)的另一端与导向管(106)连接；所述导向管(106)内设有工作套筒(2)，所述工作套筒(2)内设有扩张芯(3)。
2.根据权利要求1所述的软组织扩张器，其特征在于，所述固定杆(101)与导向杆(103)的连接处还设有一定位法兰(104)，所述固定杆(101)的侧面还开设有一锁紧槽(102)。
3.根据权利要求2所述的软组织扩张器，其特征在于，所述导向管(106)的内径为φ12㎜～φ20㎜。
4.根据权利要求2所述的软组织扩张器，其特征在于，所述导向管(106)远离导向杆(103)的侧面开设有内螺纹孔，所述内螺纹孔上安装有固定螺母(105)；所述固定螺母(105)包括相互连接的螺杆(107)和旋钮(108)，所述旋钮(108)为梅花形旋钮。
5.根据权利要求1所述的软组织扩张器，其特征在于，所述工作套筒(2)包括顺次连接的套筒头端(202)、呈圆筒形的套筒本体(201)和套筒尾端(203)，其中所述套筒本体(201)的外径小于所述导向管(106)的内径；所述套筒头端(202)为一环形组件，所述环形组件外径大于所述导向管(106)的外径；所述套筒尾端(203)为一环形锯齿。
6.根据权利要求5所述的软组织扩张器，其特征在于，所述套筒头端(202)的内缘做倒角处理，所述套筒尾端(203)的环形锯齿尖端向套筒本体(201)轴线方向汇聚，所述环形锯齿的轴向长度为1～3cm。
7.根据权利要求5所述的软组织扩张器，其特征在于，所述工作套筒(2)的长度为35mm～170mm，工作套筒(2)的内径为8mm～25mm。
8.根据权利要求1所述的软组织扩张器，其特征在于，所述扩张芯(3)为实心结构。
9.根据权利要求1-8任一所述的软组织扩张器，其特征在于，所述扩张芯(3)包括顺次连接的扩张芯头端(301)、扩张芯中部(302)和扩张芯尾端(303)，其中所述扩张芯中部(302)长度≥工作套筒(2)长度，所述扩张芯头端(301)外径大于所述工作套筒(2)内径，所述扩张芯中部(302)和扩张芯尾端(303)的外径均小于所述工作套筒(2)内径。
10.根据权利要求9所述的软组织扩张器，其特征在于，所述扩张芯头端(301)外周开设有若干个凹陷部(304)，所述扩张芯尾端(303)远离扩张芯中部(302)的一端为圆锥形，所述扩张芯中部(302)的外径小于所述扩张芯尾端(303)的外径。
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| CN (1) | CN107518941A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021239139A1 (zh) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 苏州康多机器人有限公司 | 一种手术机器人机械臂的定位装置及定位方法 |
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2017
- 2017-10-19 CN CN201710973927.7A patent/CN107518941A/zh active Pending
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