CN109715095A - 手术器械和方法 - Google Patents

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Abstract

一种手术器械包含与脊柱植入物连接的限定轴线的构件。第一图像引导件与所述构件连接并且相对于传感器取向以传输表示所述构件的位置的信号。第二图像引导件与所述构件连接并且取向成表示测量所述轴线的第二取向相对于第一取向的角度。公开了系统、植入物和方法。

Description

手术器械和方法
技术领域
本公开大体上涉及用于医治肌骨胳病症的医疗装置，并且更具体地说，涉及用于医治脊柱的手术系统和方法。
背景技术
脊柱病变和病症(如椎间盘退行性疾病、椎间盘突出、骨质疏松、脊椎前移、狭窄症、脊柱侧凸和其它弯曲异常、脊柱后凸、肿瘤和骨折)可由多种因素引起，包括由受伤和衰老引起的创伤、疾病和退行性病状。脊柱病症通常导致包括变形、疼痛、神经损伤和部分或全部行动能力丧失的症状。
如药物治疗、复原和锻炼等非手术医治可能有效，但是可能无法减轻与这些病症相关联的症状。这些脊柱病症的手术治疗包括融合、固定、椎体切除术、椎间盘切除术、椎板切除术和可植入假体。举例来说，可采用植入物执行融合和固定医治以恢复脊椎的机械支撑功能。举例来说，采用手术器械以准备用于安置植入物的组织表面。手术器械还用于接合植入物，用于用组织表面安置在手术部位处。本公开描述一种优于这些先前技术的改进。
发明内容
在一个实施例中，提供手术器械。手术器械包含与脊柱植入物连接的限定轴线的构件。第一图像引导件与构件连接并且相对于传感器取向以传输表示构件的位置的信号。第二图像引导件与构件连接并且取向成表示测量轴线的第二取向相对于第一取向的角度。在一些实施例中，提供手术系统、植入物和方法。
附图说明
本公开根据伴随以下附图的具体描述将变得显而易见，其中：
图1为根据本公开的原理的手术系统的一个实施例的部件的透视图；
图2为在图1中示出的部件的透视图；
图3为在图1中示出的部件的透视图；
图4为在图1中示出的部件的横截面图；
图5为在图4中示出的部件的放大分离视图；
图6为在图4中示出的部件的放大分离视图；
图7为根据本公开的原理的手术系统的一个实施例的部件的透视图；
图8为用脊椎安置的根据本公开的原理的手术系统的一个实施例的部件的平面视图；
图9为用脊椎安置的根据本公开的原理的手术系统的一个实施例的部件的平面视图；
图10为根据本公开的原理的手术系统的一个实施例的部件的透视图；
图11为在图10中示出的部件的侧视图；
图12为在图10中示出的部件的透视图；和
图13为在图10中示出的部件的侧视图。
具体实施方式
从用于医治肌骨胳病症的医疗装置的方面，并且更具体地说，从用对于准备手术部位的手术系统和用于医治脊柱的方法的方面来论述手术系统的示例性实施例。在一些实施例中，手术系统包括具有图像引导件，例如手术导航追踪器的手术器械。
在一些实施例中，手术系统包括手术器械，例如配合连接到手术器械的选择的脊柱植入物(例如椎体间植入物)使用的插入器。在一些实施例中，手术器械包括图像引导件，例如旋转计。在一些实施例中，手术器械包括具有旋转计的联轴插入器。
在一些实施例中，脊柱植入物包括椎间间隔物。在一些实施例中，手术系统配合包括用椎间盘空间操控、移动、平移和/或旋转植入物的方法使用。在一些实施例中，脊柱植入物包括用于定位和旋转的标记物。在一些实施例中，脊柱植入物包括环植入物。
在一些实施例中，手术器械具有器械追踪器和远侧/工作端部。在一些实施例中，手术追踪器提供手术器械和其远侧/工作端部的位置的标志和/或显示。在一些实施例中，手术系统包括具有一个或多个图像引导件的手术器械，所述图像引导件包括一个或多个基准标记物。在一些实施例中，基准标记物包括单个球形标记物。在一些实施例中，图像引导件邻近手术器械的近侧端部安置。在一些实施例中，图像引导件附接到手术器械的纵向元件，所述纵向元件以线性方式相对于手术器械向远侧移动并且在椎间盘空间中使植入物旋转。在一些实施例中，图像引导件提供图像引导件在手术器械上的精确线性位置的标志和/或显示。在一些实施例中，这种配置提供用组织(例如椎间空间)操控、移动、平移和/或旋转植入物的量的标志和/或显示。
在一些实施例中，手术系统包括具有一个或多个图像引导件的手术器械，所述一个或多个图像引导件包括在三个维度中提供手术器械的位置的追踪器和在两个维度中(例如选择的平面)提供手术器械和/或脊柱植入物的位置的追踪器。在一些实施例中，这种配置提供对应于用组织(例如椎间空间)操控、移动、平移和/或旋转植入物的量的植入物位置的标志和/或显示。在一些实施例中，手术系统包括包含配合用于将椎体间间隔物递送到椎间盘空间中的方法使用的插入器的手术器械。在一些实施例中，方法包括根据椎体间间隔物在椎间盘空间中的选择的安置以精确量操控、移动、平移和/或旋转椎体间间隔物的步骤。
在一些实施例中，手术系统包括包含导航兼容植入物插入器的手术器械。在一些实施例中，手术系统包括具有一个或多个图像引导件的手术器械，所述一个或多个图像引导件经由相机传感器和计算机显示屏提供椎体间植入物的位置和旋转标志和/或显示。在一些实施例中，手术系统包括具有两个图像引导件阵列的手术插入器。在一些实施例中，图像引导件阵列与实现导航的相机传感器交互以在椎体间植入物插入和旋转期间提供成像。在一些实施例中，图像引导件阵列包括用于手术器械的插入追踪的大顶部阵列，并且可在患者的任一侧使用。在一些实施例中，大顶部阵列是可转位的，以供在患者的任一侧使用。
在一些实施例中，图像引导件阵列包括下部阵列，其提供手术器械和/或脊柱植入物的位置。在一些实施例中，下部阵列包括以线性方式与植入物直接接触平移并且直接使刻度计旋转以提供植入物的旋转位置的下部计轴。在一些实施例中，图像引导件阵列包括大顶部阵列和/或下部阵列以提高植入物放置的准确性。
在一些实施例中，手术器械包括以手术方式导航的器械，例如钻、驱动器和旋塞，其绕中心线轴线自由旋转。在一些实施例中，手术器械包括导航追踪器，其以光学方式追踪并且需要到传感器(例如相机)的视线视野。在一些实施例中，手术系统包括附接到手术器械的导航追踪器并且安置在包括一个或多个相机的传感器的直接视线中。在一些实施例中，手术系统包括数字捕获解剖结构的图像的O型臂医疗成像装置。在一些实施例中，追踪器与手术导航系统通信以确定和/或显示手术器械相对于解剖结构的定位。
在一些实施例中，手术系统的部件中的一个或全部可为一次性、剥离封装、预封装无菌装置。手术系统的部件中的一个或全部可为可再用的。手术系统可被配置为具有多个设定大小和配置部件的套件。
在一些实施例中，本公开的手术系统可用来医治脊柱病症，例如椎间盘退行性疾病、椎间盘突出、骨质疏松、脊椎前移、狭窄症、脊柱侧凸和其它弯曲异常、脊柱后凸、肿瘤和骨折。在一些实施例中，本公开的手术系统可用于其它骨骼和骨相关应用，包括与诊断和疗法相关联的那些应用。在一些实施例中，手术系统可替代地用于对处于俯卧或仰卧位置的患者进行手术医治，和/或将各种手术途径(包括前部、背侧、背侧中线、正侧面、后侧和/或前侧途径)用于脊柱和其它身体区域中。本公开的手术系统还可替代地可配合用于医治脊柱的腰椎、颈椎、胸部、骶骨和骨盆区域的程序使用。本公开的手术系统还可例如在训练、测试和演示中用于动物、骨模型和其它无生命基物上。
可通过参考结合形成本公开的一部分的附图进行的实施例的以下详细描述更易于理解本公开本公开的手术系统。应理解，本申请不限于本文中描述和/或示出的特定装置、方法、条件或参数，并且本文中所使用的术语出于仅借助于实例描述特定实施例的目的而不意图进行限制。在一些实施例中，如说明书中所使用且包括所附权利要求书，单数形式“一(a、an)”和“所述(the)”包括复数，并且参考特定数值包括至少所述特定值，除非上下文另外明确规定。范围可在本文中表达为从“约”或“近似”一个特定值和/或至“约”或“近似”另一个特定值。当表达这样的范围时，另一个实施例包括从一个特定值和/或至另一个特定值。类似地，当使用前置词“约”将值表述为近似值时，应理解，所述特定值形成另一个实施例。还应理解，所有空间参考，例如水平、竖直、顶部、上部、下部、底部、左侧及右侧，只是出于说明目的，并且可以在本公开的范围内变化。举例来说，参考“上部”和“下部”是相对的，并且仅用于相对于其它的上下文中，且不必为“上方”和“下方”。
如说明书中所使用并且包括所附权利要求书，疾病或病况的“医治(treating/treatment)”是指执行一程序，所述程序可包括向患者(正常的或非正常的人类或其它哺乳动物)施用一种或多种药物、采用可植入装置和/或采用医治疾病的器械(例如用于去除凸出部分或患疝气脊椎盘和/或骨刺的微型椎间盘切除术器械)，以缓解疾病或病况的病征或症状。缓解可能出现在疾病或病况的病征或症状出现之前以及出现之后。因此，医治包括预防疾病或不希望的病况(例如，预防疾病发生于可能易患所述疾病但尚未被诊断已患上所述疾病的患者身上)。另外，医治不需要完全缓解病征或症状，不需要治愈，且具体地包括对患者仅有边际效应的程序。医治可包括抑制疾病，例如遏制其发展，或减轻疾病，例如导致病退。举例来说，医治可包括减轻急性或慢性炎症；缓解疼痛及减少和诱导新韧带、骨和其它组织的再生长；作为手术的辅助；和/或任何修复程序。如在说明书中所使用并且包括所附权利要求书，术语“组织”包括软组织、韧带、肌腱、软骨和/或骨，除非另外明确提及。
以下论述包括对包括手术器械的手术系统、相关部件和采用根据本发明的原理的手术系统的方法的描述。公开了替代实施例。详细参考本公开的示例性实施例，所述实施例在附图中加以说明。转向图1-7，示出了手术系统10的部件。
手术系统10的部件可由适合于医疗应用的生物可接受的材料制成，包括金属、合成聚合物、陶瓷和骨材料和/或其复合材料。举例来说，手术系统10的部件单独地或共同地可由以下材料制成：如不锈钢合金、铝、市售纯钛、钛合金、等级5的钛、超弹钛合金、钴-铬合金、超弹金属合金(例如镍钛诺、超弹塑料金属，如GUM )、陶瓷和其复合材料，如磷酸钙(例如SKEUTETM)、热塑性塑料，如聚芳基醚酮(PAEK)，包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)和聚醚酮(PEK)、碳-PEEK复合材料、PEEK-BaSO4聚合橡胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、织物、硅酮、聚氨基甲酸酯、硅酮-聚氨基甲酸酯共聚物、聚合橡胶、聚烯烃橡胶、水凝胶、半硬质和硬质材料、弹性体、橡胶、热塑性弹性体、热固性弹性体、弹性体复合材料、硬质聚合物，包括聚苯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚乙烯、环氧树脂，骨材料，包括自体移植、同种移植、异种移植或转殖基因皮层和/或皮质网状骨，和组织生长或分化因子、部分可再吸收材料，例如金属和钙基陶瓷的复合材料、PEEK和钙基陶瓷的复合材料、PEEK与可再吸收聚合物的复合材料、全部可再吸收材料，例如钙基陶瓷，如磷酸钙、磷酸三钙(TCP)、羟基磷灰石(HA)-TCP、硫酸钙，或其它可再吸收聚合物，如聚酰胺、聚乙交酯、聚酪氨酸碳酸酯、聚己内酯和其组合。
手术系统10的各种部件可具有包括上述材料的材料复合材料，以实现各种期望特性，如强度、刚性、弹性、顺从性、生物力学性能、耐久性和射线可透性或成像优先。手术系统10的部件单独地或共同地还可由非均质非材料(如上述材料中的两种或更多种的组合)制成。手术系统10的部件可整体形成，一体地连接或包括紧固元件和/或器械，如本文所描述。
举例来说，手术系统10配合完全开放手术程序、微创程序(包括经皮技术)和迷你开放手术技术使用以在患者的手术部位(包括例如如图8和9所示的具有脊椎V的脊柱)处递送和引入器械和/或脊柱植入物(例如椎体间植入物)。在一些实施例中，脊柱植入物可包括一个或多个脊柱构建物的一个或多个部件，例如笼、间隔物、脊椎装置、骨紧固件、脊柱杆、连接件和/或板。
手术系统10包含手术器械，例如插入器12。插入器12包括构件，例如限定纵向轴线A1的主体14。主体14在端部16和端部18之间延伸。主体14包括外部套管20。在一些实施例中，外部套管20的一个或多个部分可为管状、实心的和/或限定用于安置插入器12的部件的空腔。
外部套管20包括手柄22和轴24。手柄22在端部26和端部28之间延伸。在一些实施例中，手柄22可具有替代的横截面配置，例如卵形、长方形、三角形、正方形、六边形、多边形、不规则、均匀、不均匀和/或锥形的。在一些实施例中，手柄22可装配有轴24，如本文所描述。在一些实施例中，手柄22可与轴24整体地形成。在一些实施例中，手柄22可安置处于相对于轴24的替代的取向，例如横向、平行、垂直/或其它角度取向，如锐角或钝角，同轴、偏置和/或交错。
手柄22包括限定腔32的表面30。腔32被配置成用于安置纵向构件，例如轴34。轴34被配置成将脊柱植入物150与插入器12连接，如本文所描述。手柄22被配置成便于操控、移动、平移和/或旋转脊柱植入物150，如本文所描述。手柄22包括致动器，所述致动器包括枢转握柄40和旋钮60，如本文所描述。
握柄40在端部42和端部44之间延伸。在一些实施例中，握柄40人体工程学设计成在多个取向上固持。在一些实施例中，握柄40包括被配置成便于操控握柄40的凹口。握柄40在端部42处通过销46与手柄22连接。端部44包括被配置成便于相对于手柄22锁定和解锁握柄40的凸缘48，如本文所描述。
握柄40被配置成绕销46相对于轴线A1旋转和/或枢转。握柄40在握柄40的锁定取向(如图2所示)和非锁定取向(如图3所示)之间与轴34一起绕销46旋转。锁定握柄40阻止和/或防止轴34平移，例如使得脊柱植入物150相对于端部18安置在选择和固定的位置中，如本文所描述。将握柄40旋转到非锁定取向上允许轴34相对于主体14移动和/或平移以便于脊柱植入物150相对于端部18移动和/或旋转，如本文所描述。在一些实施例中，握柄40可相对于轴线A1旋转通过0-90度的角度范围。在一些实施例中，握柄40可具有各种配置，例如实心、管状、弓形、偏置、交错、均匀和不均匀的。
在一些实施例中，握柄40包括偏置构件，例如绕销46安置的扭力弹簧49，如图4所示。弹簧49包括与握柄40和主体14连接的支脚。如此，弹簧49对握柄40施加偏置力以将握柄40推动到非锁定取向中，如本文所描述。握柄40是可操控的以克服弹簧49的偏置力以枢转和/或旋转握柄40用于安置在锁定取向上，如本文所描述。在一些实施例中，握柄40可在没有偏置构件的情况下手动可操控。
在一些实施例中，如本文所描述的偏置构件包含弹簧、锥形弹簧垫圈、盘簧、蝶形弹簧、凹弹簧垫圈、螺旋弹簧、弹性体构件、夹具、片弹簧、重力诱导配置、气动配置、液压配置和/或手动拉杆。在一些实施例中，偏置构件可具有半刚性、刚性或弹性配置，和/或具有弹性特性，如对应于上文所述材料实例的弹性特性，使得偏置构件提供在选择的位置和取向之间的选择量的移动。在一些实施例中，偏置构件可包括多个单独地可附接或可连接部分或区段，如带或环，或可整体形成为单个连续元件。在一些实施例中，偏置构件包括轴向元件，例如柔性轴。在一些实施例中，偏置构件具有实心盘或球形状。
手柄22包括锁，例如被配置成接合握柄40用于相对于手柄22安置在锁定取向和非锁定取向上的轴环50。轴环50包括腔，例如切口52。切口52被配置成便于握柄40移动到非锁定取向，如本文所描述。轴环50在顺时针方向和逆时针方向上在锁定取向(如图1所示，使得凸缘48安置在轴环50内并且轴环50抵抗和/或防止握柄40相对于手柄22枢转)和非锁定取向(如图3所示，使得凸缘48与切口52对齐用于通过其并且相对于手柄22移动)之间是可旋转的。切口52与凸缘48对齐允许握柄40通过经过切口52而从轴环50脱离。握柄40从轴环50脱离允许握柄40相对于手柄22枢转。握柄40被配置成抵抗和/或防止在手术程序期间脊柱植入物150旋转，如本文所描述。
旋钮60在端部26处与手柄22连接。旋钮60在顺时针方向和逆时针方向上是可旋转的，以便于轴34移动和/或平移用于将脊柱植入物150移动和/或旋转到选择的取向，如本文所描述。轴34在端部62和端部64之间延伸。
端部62与旋钮60是可接合的，使得旋钮60的旋转引起轴34接合脊柱植入物150用于相对于端部18移动和/或旋转。在一些实施例中，轴34通过销与旋钮60连接。在一些实施例中，轴34通过螺纹接合与旋钮60连接。轴34包括限定圆周凸缘65的表面63。凸缘65被配置成用于在握柄40的锁定取向上与凸缘148接合以抵抗和/或防止轴34相对于手柄22平移。当在握柄40的锁定取向上接合时，凸缘148对处于配对接合的凸缘65施加力以对轴34施加力和/或压力。此力固定轴34相对于手柄22的位置和/或在端部18和脊柱植入物150之间形成压力配合。这种配置抵抗和/或防止脊柱植入物150相对于端部18移动和/或旋转。凸缘148从凸缘65脱离，用于将轴34安置在非锁定取向上。凸缘148从凸缘65脱离释放在端部18和脊柱植入物150之间的配对接合和/或压力配合以允许脊柱植入物150相对于端部18移动和/或旋转。在一些实施例中，握柄40选择性地安置在锁定和非锁定取向上，以选择性地固定和操控、移动、平移、旋转和/或调节脊柱植入物150相对于端部18的位置，使得握柄40的锁定可施加、释放和/或重新施加持续一个或多个迭代，用于用组织定位脊柱植入物150。在一些实施例中，握柄40选择性地安置在锁定和非锁定取向上，以选择性地将脊柱植入物150相对于并且绕端部18的位置固定和调节在0到360度的角度范围中。在一些实施例中，握柄40选择性地安置在锁定和非锁定取向上，以选择性地将脊柱植入物150相对于端部18的位置固定和操控、移动、平移、旋转和/或调节在脊柱植入物150在插入或递送取向(例如，如本文关于图1示出和描述)和植入物取向(如本文关于图3示出和描述)之间的移动范围内。
端部64包括被配置成用于与用脊柱植入物150安置的可移动销156配对接合的表面66，如本文所描述。在一些实施例中，端部64被配置成用于在旋钮60致动时与销156螺纹接合。旋钮60的致动引起轴34将脊柱植入物150牵伸成与端部18接合以用端部18固定脊柱植入物150，用于递送到手术部位，如本文所描述。在一些实施例中，表面66可具有替代的表面配置用于与脊柱植入物150的表面配对接合，例如带槽、粗糙、凹陷、抛光、纹理化和/或驱动或插口，其可包括正方形、三角形、六边形、多边形、星形、梅花形或六角形凸起横截面。
在一些实施例中，手柄22包括安置在端部28处的配对腔68，如图5所示。在一些实施例中，配对腔68可包括被配置接合限定用轴24安置的配对表面92的表面的对应地成形部分的正方形、三角形、六边形、多边形、星形、梅花形或六角形凸起横截面。
主体14被配置成用于与包括导航部件70的图像引导件连接，如本文所描述。导航部件70被配置成产生表示插入器12的位置的信号。在一些实施例中，如本文所描述的图像引导件可包括人类可读视觉标志、人类可读触觉标志、人类可读听觉标志、具有用于在x射线、荧光检查、CT或其它成像技术下识别的标记物的一个或多个部件、至少一个发光二极管、无线部件、有线部件、近场通信部件和/或产生声信号、磁信号、电磁信号和/或放射性信号的一个或多个部件。
导航部件70包括被配置成用于用主体14的一部分安置的轴环72。在一些实施例中，轴环72用主体14固定。在一些实施例中，轴环72相对于主体14绕轴线A1是可旋转的。在一些实施例中，轴环72与主体14经由摩擦配合、压力配合、互锁接合、配对接合、燕尾连接、钩环闭合、夹具、倒钩、在沟槽中的舌、螺纹、磁、键/键槽、钻夹头和/或粘合剂连接。
轴环72包括从其延伸的柱80。柱80限定轴线X1。柱80垂直于轴线A1延伸并且与轴环72一起绕轴线A1可旋转。在一些实施例中，轴线X1可相对于轴线A1以替代的取向安置，例如平行、横向和/或其它角度取向，如，锐角或钝角。
导航部件70包括具有经由柱80连接到轴环72的发射器阵列82的追踪装置。在一些实施例中，柱80包括腔81。在一些实施例中，腔81被配置成接收被配置成将发射器阵列82与轴环72连接的螺纹螺钉83。发射器阵列82与轴环72一起绕轴线A1可旋转。在一些实施例中，发射器阵列82可相对于轴线A1以替代的取向安置，例如平行、垂直、横向和/或按角度取向，如锐角或钝角。
发射器阵列82被配置成用于产生到传感器阵列202的信号，如图7所示和本文所描述，其表示用于在监测器上显示的插入器12和/或脊柱植入物150相对于患者身体结构的一部分的三维空间位置和/或轨迹和/或插入器12和/或脊柱植入物150在患者身体结构内的深度。发射器阵列82包括四个具有基本上X形的间隔开的手臂。发射器阵列82包括标记物，例如基准物84。基准物84出现在通过手术系统10的手术导航系统200产生的图像中，用作参考点或量度标准。发射器阵列82产生表示患者的身体结构的多个身体参考点的位置的信号。在一些实施例中，基准物84包括至少一个发光二极管。在一些实施例中，基准物84可包括能够通过传感器阵列202追踪的其它追踪装置，例如有源地产生声信号、磁信号、电磁信号和/或放射性信号的追踪装置。在一些实施例中，基准物84可以可移除地附接到发射器阵列82。在一些实施例中，基准物84中的一个或多个各自包括单个球形标记物。
轴24从手柄22向远侧延伸并且包括端部18。轴24包括端部90。端部90包括被配置成用于与配合表面68配对接合的腔92。在一些实施例中，腔92可具有各种横截面配置，例如卵形、长方形、三角形、矩形、正方形、多边形、不规则、均匀、不均匀、可变的、管状和/或锥形的。
轴24包括限定腔(例如轴向通道96)的表面94。通道96在端部98和端部100之间延伸。通道96被配置成用于安置纵向元件，例如棒102。棒102在通道96内延伸并且包括当与插入器12附接时邻近端部18和脊柱植入物150安置的端部104和端部106。
棒102被配置成用于在脊柱植入物150移动和/或旋转用于用组织定位时相对于轴24平移，以提供用组织(例如椎间空间)操控、移动、平移和/或旋转脊柱植入物150的量的标志和/或显示，如本文所描述。在一些实施例中，棒102可具有替代的横截面配置，例如卵形、长方形、三角形、矩形、正方形、六边形、多边形、不规则、均匀、不均匀和/或锥形的。
在一些实施例中，棒102包括偏置构件，例如安装在棒102的腔内并且与主体14可接合的盘簧110。弹簧110向棒102施加偏置力以将棒102推动成插入或递送取向，如本文所描述。在端部18在插入或递送取向上与脊柱植入物150连接并且手柄22和轴34安置在锁定取向上的情况下，如本文所描述，脊柱植入物150用插入器12固定。端部18用脊柱植入物150固定，并且端部106接合脊柱植入物150的表面以提供端部18和/或脊柱植入物150的标志和/或显示，如本文所描述。
端部104包括图像引导件120。图像引导件120包括角度计122和导航部件180，如本文所描述。计122测量在例如递送取向(如图8所示)的取向和例如植入物取向(如图9所示)的取向之间的角度变化，如本文所描述。图像引导件120表示和显示在脊柱植入物150的选择的相对取向之间角度变化的角度测量结果。
计122在端部124和端部126之间延伸，如图5所示。计122相对于轴24旋转，如本文所描述。端部124包括环圈128，其绕枢轴或销130安置并且被配置成便于计122相对于轴24旋转。在一些实施例中，销130用棒102固定。在一些实施例中，环圈128以基本上无摩擦的接合用销130安置以便于计122相对于轴24旋转。在一些实施例中，销130用计122固定并且相对于轴24可旋转，使得计122相对于轴24旋转。计122响应于棒102的平移经由环圈128绕销130枢转，使得计122绕销130旋转，如本文所描述。
计122包括弓形区段132、134。区段132、134以间隔开的关系安置。区段132包括限定轨道138的表面136。区段134包括限定轨道142的表面140。轨道138、142被配置成用于构件的可移动安置，例如用棒102安置的标记物144，如图2和3所示。
在一些实施例中，标记物144与棒102一起从初始取向(例如脊柱植入物150的递送取向)轴向移位和/或平移，所述初始取向指示标记物144和/或计122的静止、零角度或校准取向。从初始取向，棒102接合脊柱植入物150以操控、移动、平移和/或旋转脊柱植入物150，使得标记物144与棒102一起轴向移位和/或平移。在一些实施例中，计122和/或标记物144相对于轴24绕销130旋转以测量计122和脊柱植入物150相对于插入器12和/或组织的角度取向的变化，如本文所描述。在一些实施例中，棒102在近侧方向上平移以克服弹簧110的偏置力。在一些实施例中，棒102可在植入物取向上的近侧方向和远侧方向上平移用于用组织定位脊柱植入物150。在一些实施例中，这类平移引起计122从静止和/或平衡旋转，并且计122经受由于重力的复原力。
标记物144引起计112绕销130枢转或旋转，使得标记物144沿轨道138、142移动，以指示脊柱植入物150相对于初始取向的植入物取向的测量角度。在一些实施例中，计122相对于标记物144旋转，使得标记物144与标志146对齐，以表示和显示在插入期间脊柱植入物150的角度差异的角度测量结果。在一些实施例中，区段132和/或区段134包括具有表示和显示角度测量结果的信息的标志146，如本文所描述。销130将计122和标记物144连接到轴24。
在一些实施例中，标志146包括沿区段132和/或区段134的表面安置的有刻度的标记。在一些实施例中，标记显示、表示和/或提供关于用于测量、选择、调节和/或显示通过计122测量的角度的角度范围的信息，如本文所描述。在一些实施例中，标记可包括等距离间隔开并且对应于标志146的测量的角度增量的双横向安置的沟槽。
在一些实施例中，标志146包括可以10角度的增量安置的标记。在一些实施例中，标志146可包括类似物，例如具有角度的数字指标的拨号盘和/或数字显示器，例如LED和/或LCD。在一些实施例中，标志146包括人类可读视觉标志，例如标签、颜色编码、字母数字字符或图标。在一些实施例中，标志146包括人类可读触觉标志，例如凸起的部分、降低的部分或盲文。在一些实施例中，标志146为与狭槽或沟槽组合的印刷或书写物品，由此印刷或书写的物品放置于狭槽或沟槽中以显示信息。在一些实施例中，标志146可作为粘合剂施加。
在一些实施例中，计122和/或标记物144和/或标志146包括射线可透过材料，如聚合物。可包括放射性标记物用于在x射线、荧光检查、CT或其它成像技术下进行的识别。在一些实施例中，导航部件180被配置成产生表示端部106、端部18和/或脊柱植入物150的角位的信号。在一些实施例中，导航部件180被配置成在脊柱植入物150旋转时产生信号。导航部件180包括基准物182。基准物182出现在通过手术导航系统200产生的图像中，用作参考点或量度标准。基准物182产生表示计122的定位和脊柱植入物150的角位的信号。在一些实施例中，基准物182产生表示脊柱植入物150用组织旋转到选择的取向的位置的信号。在一些实施例中，基准物182产生表示主体的选择平面(例如横向平面)的信号。在一些实施例中，基准物182包括至少一个发光二极管。在一些实施例中，基准物182可包括能够通过传感器阵列202追踪的其它追踪装置，例如有源地产生声信号、磁信号、电磁信号、放射性信号的追踪装置。在一些实施例中，基准物182可以可移除地附接到棒102。在一些实施例中，基准物182可包括单个球形标记物。在一些实施例中，基准物182可包括一个或多个标记物。
导航部件180安置有计122并且可旋转以提供脊柱植入物150相对于插入器12的角取向和/或轨迹、患者身体结构的一部分和/或端部18和/或脊柱植入物150在患者身体结构内的深度的标志和/或显示。棒102与轴24一起取向并且在相对于主体14的近侧位置和远侧位置之间与脊柱植入物150的表面可接合，使得基准物182提供脊柱植入物150的角度标志和/或显示。
端部106被配置成用于邻近脊柱植入物150的表面安置，使得脊柱植入物150的旋转引起棒102在通道96内平移，如图8和9所示。棒102的平移引起基准物182旋转以指示脊柱植入物150的位置、移动和/或旋转。
在一些实施例中，棒102的近侧位置对应于脊柱植入物150与端部18连接并且安置在插入或递送取向上，如图8所示。在一些实施例中，在插入或递送取向上，脊柱植入物150与轴24轴向对齐地安置。在一些实施例中，棒102的远侧位置对应于脊柱植入物150与端部18连接并且安置在植入物取向上，如图9所示。在一些实施例中，二维空间位置和/或轨迹包括患者身体结构的平面，例如横向平面。
脊柱植入物150包括脊椎接合表面152和脊椎接合表面154。在一些实施例中，脊柱植入物150的截面几何形状可具有各种配置，例如圆形、卵形、长方形、三角形、具有平面或弓形侧边部分的多边形、不规则、均匀、不均匀、不变的、可变的、马蹄形形状、U形或菜豆形。在一些实施例中，表面152、154可为平滑、平整、粗糙、纹理化、多孔、半多孔、凹陷和/或抛光的。
在一些实施例中，脊柱植入物150包括被配置成用于安置销156的腔，以便于脊柱植入物150相对于端部18旋转和/或枢转。销156包括被配置成用于与轴34的端部64接合的表面。在一些实施例中，销156包括与螺纹66配对的带螺纹内表面，以便于将脊柱植入物150与插入器12连接，用于用组织定位脊柱植入物150。
在一些实施例中，脊柱植入物150相对于销156可旋转通过选择的角度范围。在一些实施例中，脊柱植入物150相对于销156选择性地可旋转。在一些实施例中，脊柱植入物150相对于销156无源地可旋转，使得在用脊椎空间插入脊柱植入物150期间与脊柱植入物150连接的插入器12的操控由于与端部18接合和组织的阻力而引起脊柱植入物150相对于销156旋转。
插入器12被配置成用于邻近手术部位安置，使得导航部件70和/或导航部件180相对于传感器阵列202取向，以便于在手术程序期间在导航部件70和/或导航部件180和传感器阵列202之间通信，如本文所描述。在一些实施例中，传感器阵列202从导航部件70接收信号，以提供用于在监测器上显示的插入器12和/或脊柱植入物150相对于患者身体结构的一部分的三维空间位置和/或轨迹和/或插入器12和/或脊柱植入物150在患者身体结构内的深度。在一些实施例中，传感器阵列202从安置有计122的导航部件180接收信号以提供端部106、端部18和/或脊柱植入物150的角位。参见例如，类似的手术导航部件和其用途，如描述于美国专利第6,021,343、6,725,080、6,796,988号中
手术导航系统200被配置成用于采集和显示医学成像，例如适合于给定手术程序的x射线图像，如图7所示。在一些实施例中，收集患者的预先采集的图像。在一些实施例中，手术导航系统200可包括由在美国科罗拉多州的路易斯维尔(Louisville,Colo.,USA)有营业所的美敦力导航公司(Medtronic Navigation,Inc.)出售的成像装置204。成像装置204可具有包封图像捕获部分208的大体上环状台架外壳。
在一些实施例中，图像捕获部分208可包括x射线源或发射部分，并且x射线接收或图像接收部分大体上或实际上尽可能距彼此180度定位，并且相对于图像捕获部分208的轨道安装在转子(未示出)上。图像捕获部分208可以是可操作的，以在图像采集期间旋转360度。图像捕获部分208可围绕中心点或轴线旋转，从而允许从多个方向或在多个平面中采集患者的图像数据。手术导航系统200可包括公开于美国专利第8,842,893号、第7,188,998号；第7,108,421号；第7,106,825号；第7,001,045号；和6,940,941中公开的那些。
在一些实施例中，手术导航系统200可包括C-臂荧光检查成像系统，其可产生患者的三维视图。图像捕获部分208的位置可相对于成像装置204的任何其它部分是精确已知的。在一些实施例中，精确了解图像捕获部分208的位置可与追踪系统210结合使用以确定相对于患者的图像捕获部分208的位置和图像数据。
追踪系统210可包括与手术导航系统200相关或包括其的各种部分。在一些实施例中，追踪系统210还可包括多种类型的追踪系统，例如包括光学定位器(例如传感器阵列202)的光学追踪系统和/或可包括EM定位器的EM追踪系统。各种追踪装置可用追踪系统210追踪，并且信息可通过手术导航系统200使用以允许显示物品，例如患者跟踪装置214、成像装置跟踪装置216和器械跟踪装置，例如导航部件70、180的位置，从而允许借助适当的追踪系统相对于彼此追踪选择的部分。
在一些实施例中，EM追踪系统可包括在科罗拉多州的路易斯维尔有营业所的美敦力导航公司出售的 AXIEMTM导航系统。示例性跟踪系统还公开于美国专利第8,057,407号、第5,913,820号、第5,592,939号中。
拍摄的荧光检查图像传送到计算机218，在那里图像可被转发到手术导航计算机220。图像传输可在标准视频连接或包括有线和无线的数字链路上执行。计算机220提供经由监测器222显示，以及保存、数字操控或印刷所接收的图像的硬拷贝的能力。在一些实施例中，图像还可通过平视显示器显示给外科医生。
在一些实施例中，手术导航系统200提供插入器12和脊柱植入物150的实时追踪。传感器阵列202以这类方式定位以为导航部件70、180提供清晰视线，如本文所描述。在一些实施例中，导航部件70、180经由红外技术与传感器阵列202通信。传感器阵列202联接到计算机220，其可被编程有分析通过传感器阵列202传送的信号以确定每个物体在检测器空间中的位置的软件模块。处理器将信息发送到监测器222，其提供插入器12和脊柱植入物150相对于患者身体结构的位置的视觉表示，以允许医疗人员将插入器12和脊柱植入物150移动到在患者身体结构内的期望位置。
在装配、操作和使用时，手术系统10(类似于本文所描述的系统和方法)配合用于医治影响患者的脊柱的区段的脊椎病症的手术程序使用，如本文所论述。举例来说，手术系统10的部件可配合用于医治包括脊椎V的脊柱的患病区段的病况或损伤的手术程序使用，如图8和9所示。在一些实施例中，手术系统10的部件中的一个或全部可作为预装配的装置递送或移植或可原位装配。可完全或部分地修改、去除或替换手术系统10。
手术系统10的部件可配合在身体内的脊柱和邻近区域(例如脊椎V)的患病区段的适用的病况或损伤的手术医治使用。在一些实施例中，手术系统10的部件可配合一个或多个脊椎(例如脊椎V1和脊椎V2)使用。为了医治脊椎V的选择的区段，医疗人员以任何适当方式(如通过组织的切开和收缩)进入包括脊椎V的手术部位。在一些实施例中，手术系统10的部件可用于任何现有手术方法或技术(包括开放手术、迷你开放手术、微创手术和经皮手术移植)中，由此通过迷你切口或为区域提供保护通道的套管进入脊椎V。一旦进入手术部位，执行用于医治脊柱病症的特定手术程序。
在患者的身体上作出切口，并且切割工具(未展示)产生用于邻近在患者身体内的区域(例如脊椎V1和脊椎V2)递送手术系统10的部件(包括插入器12，如本文所描述)的手术路径。在一些实施例中，准备器械(未示出)用于去除椎间盘组织、体液、邻近组织和/或骨，并且从脊椎V1的端板表面和/或脊椎V2的端板表面刮除和/或去除组织。在一些实施例中，在试验之后选择脊柱植入物150的大小。在一些实施例中，可通过荧光检查观测到脊柱植入物150并且在引入到脊椎空间中之前取向。
插入器12与脊柱植入物150连接，如本文所描述，用于安置在插入或递送取向上，如本文所描述。握柄40初始地安置在非锁定取向上并且被操控用于绕销46旋转到锁定取向，如图8所示和本文所描述。轴环50安置在锁定取向上，如本文所描述。旋转旋钮60，从而引起轴34接合销156以将脊柱植入物150与插入器12连接，如本文所描述，并且将端部18、106牵伸成与脊柱植入物150接合。
脊柱植入物150相对于端部18安置在选择和固定的位置中，使得脊柱植入物150与轴24轴向对齐。操控插入器12以将脊柱植入物150递送到在脊椎V1、V2之间的脊椎空间。传感器阵列202从导航部件70接收信号以提供用于在监测器222上显示的插入器12和/或脊柱植入物150相对于在脊椎V1、V2之间的脊椎空间的三维空间位置和/或轨迹，和/或插入器12和/或脊柱植入物150在脊椎空间内的深度。
插入器12选择性地用在脊椎V1、V2之间的脊椎空间安置脊柱植入物150，如图8所示。在端部18在插入或递送取向上与脊柱植入物150连接的情况下，端部106接合脊柱植入物150的表面以与基准物182结合提供端部18和/或脊柱植入物150的标志和/或显示，如本文所描述。将轴环50旋转到非锁定取向，如本文所描述。释放握柄40用于绕销46旋转到非锁定取向，如图9所示和本文所描述。释放在端部18、106之间的压力配合并且脊柱植入物150相对于端部18、106可移动和/或可旋转。
操控插入器12引起脊柱植入物150用在脊椎V1、V2之间的脊椎空间移动和/或绕销156旋转(如本文所描述)到位。在植入物取向上操控、移动、平移和/或旋转脊柱植入物150用于用在脊椎V1、V2之间的脊椎空间定位脊柱植入物150时，脊柱植入物150与棒102接合，使得棒102在近侧方向上平移。这类平移引起计122绕销130旋转以将标记物144与标志146对齐，以指示用于用在脊椎V1、V2之间的脊椎空间定位脊柱植入物150的植入物取向相对于插入或递送取向的测量的角度，如本文所描述。
在一些实施例中，标志146通过执业医生观察表122可见地读取。在一些实施例中，传感器阵列202从导航部件180接收信号以提供例如在脊椎V的横向平面内端部106、端部18和/或脊柱植入物150的角位。在一些实施例中，握柄40的锁定和解锁允许脊柱植入物150在植入物取向上选择性移动和/或旋转。
插入器12从脊柱植入物150脱离。在一些实施例中，脊柱植入物150提供脊椎体之间的高度恢复、减压、矢状面和/或冠状面平衡的恢复和/或对沉降到脊椎端板中的阻力。在一些实施例中，手术系统10包括多个脊柱植入物150。在一些实施例中，采用多个脊柱植入物150可优化可间隔开的脊椎空间的量，使得可预先选择接头间隔尺寸。多个脊柱植入物150可通过侧接合、间隔开和/或交错在一侧中取向。
在一些实施例中，手术系统10可包含包括本公开的配置的各种器械，例如插入器、扩展器、减速器、涂布器、牵引器、叶片、伸缩器、夹钳、镊子、升降机和钻机，其可替代地设定大小和尺寸，并且被布置为套件。
在一些实施例中，手术系统10包括试剂，其可被安置、封装或层叠在手术系统10的部件和/或表面内、上或周围。在一些实施例中，试剂可包括骨生长促进材料，例如骨移植物，以增强与脊椎V固定。手术系统10的部件可由如聚合物的射线可透过材料制成。可包括放射性标记物用于在x射线、荧光检查、CT或其它成像技术下识别。在一些实施例中，试剂可包括用于释放(包括缓释)的一种或多种治疗剂和/或药剂，以医治例如疼痛、发炎和退化。一旦完成程序，从手术部位去除手术系统10的手术器械、组件和非植入物部件，并闭合切口。
在一个实施例中，如图10-13所示，手术系统10，类似于上文关于图1-9所述的系统和方法，包括插入器312。插入器312包括限定纵向轴线A2的主体314，类似于本文所描述的主体14。主体314在端部316和端部318之间延伸。主体314包括外部套管320。外部套管320包括手柄322，类似于本文所描述的手柄22。外部表面320包括轴324，类似于本文所描述的轴24。在一些实施例中，手柄322可装配有轴324，如本文所描述。
手柄322包括被配置成用于安置轴334(类似于本文所描述的轴34)的腔332。轴334被配置成将本文所描述的脊柱植入物150与插入器312连接。手柄322被配置成便于操控、移动、平移和/或旋转脊柱植入物150，如本文所描述。手柄322包括致动器，所述致动器包括枢转握柄340，类似于本文所描述的握柄40。致动器包括旋钮360，类似于本文所描述的旋钮60。握柄340包括被配置成便于相对于手柄322锁定和解锁握柄340的凸缘348，类似于本文所描述的凸缘48。
握柄340被配置成在握柄340的锁定取向(如图11所示)和非锁定取向(如图13所示)之间与轴334一起相对于轴线A2旋转和/或枢转。锁定握柄340抵抗和/或防止轴334平移，例如使得脊柱植入物150相对于端部318安置在选择和固定的位置中，类似于本文所描述。将握柄340旋转到非锁定取向中允许轴334相对于主体314移动和/或平移，以便于脊柱植入物150相对于端部318移动和/或旋转，如本文所描述。手柄322包括轴环350，类似于本文所描述的轴环50。轴环350包括切口352，类似于本文所描述的切口52。切口352被配置成便于握柄340移动到非锁定取向，如本文所描述。轴环350被配置成接合握柄340用于相对于手柄322安置在锁定取向和非锁定取向上。在一些实施例中，握柄340(类似于本文所描述的握柄40)选择性地安置在锁定和非锁定取向上以选择性地固定和操控、移动、平移、旋转和/或调节脊柱植入物150相对于端部318的位置。
旋钮360在顺时针方向和逆时针方向上是可旋转的，以便于轴334移动和/或平移用于将脊柱植入物150移动和/或旋转到选择的取向，如本文所描述。旋钮360的致动引起轴334将脊柱植入物150牵伸成与端部318接合以用端部318固定脊柱植入物150，用于递送到手术部位，如本文所描述。
轴324从手柄322向远侧延伸并且包括端部318。轴324包括轴向通道396。通道396被配置成用于安置棒402，类似于本文所描述的棒102。棒402在通道396内延伸并且包括当与插入器312附接时邻近端部318和脊柱植入物150安置的端部404和端部406。棒402相对于轴324平移，并且脊柱植入物150移动和/或旋转用于用组织(例如椎间空间)定位，如本文所描述。棒402与轴324一起取向并且在相对于主体314的近侧位置和远侧位置之间与脊柱植入物150的表面可接合。
在一些实施例中，棒402包括偏置构件，类似于如本文所描述的盘簧114，其向棒402施加偏置力以将棒402推动成插入或递送取向，如本文所描述。端部404包括具有类似于本文所描述的计122的角度计422的图像引导件420。计422表示和显示在脊柱植入物150的选择的相对取向之间角度变化的角度测量结果。计422相对于轴24旋转，如本文所描述。计422包括被配置成用于可移动安置标记物444的轨道438、442，如本文所描述。计422测量在例如递送取向的取向和例如植入物取向的取向之间脊柱植入物150的角取向变化，如本文所描述。
在端部318在插入或递送取向上与脊柱植入物150连接并且手柄322和轴334安置在锁定取向上的情况下，如本文所描述，脊柱植入物150用插入器312固定。端部318用脊柱植入物150固定并且端部406接合脊柱植入物150的表面。在脊柱植入物150在植入物取向上操控、移动、平移和/或旋转用于用组织定位脊柱植入物150时，脊柱植入物150与棒402接合，使得棒402在近侧方向上平移以克服偏置构件的偏置力。在一些实施例中，棒402可在植入物取向上的近侧方向和远侧方向上平移，用于用组织定位脊柱植入物150。在一些实施例中，棒402可在没有偏置构件的情况下手动可操控。
在使用中，类似于采用手术系统10和插入器12的方法和手术程序，插入器312选择性地用在脊椎V1、V2之间的脊椎空间安置脊柱植入物150，如图12所示。在端部318在插入或递送取向上与脊柱植入物150连接的情况下，端部406接合脊柱植入物150的表面。轴环350旋转到非锁定取向，如本文所描述。释放握柄340用于旋转到非锁定取向，如图13所示和本文所描述。释放在端部318、406之间的压力配合并且脊柱植入物150相对于端部318、406可移动和/或可旋转。
操控插入器312引起脊柱植入物150用在脊椎V1、V2之间的脊椎空间移动和/或旋转(如本文所描述)到位。在植入物取向上操控、移动、平移和/或旋转脊柱植入物150用于用在脊椎V1、V2之间的脊椎空间定位脊柱植入物150时，脊柱植入物150与棒402接合，使得棒402在近侧方向上平移。计422提供用于用在脊椎V1、V2之间的脊椎空间定位脊柱植入物150的植入物取向相对于插入或递送取向的测量角度的视觉标志，类似于本文所描述。在一些实施例中，握柄340的锁定和解锁允许脊柱植入物150在植入物取向上选择性移动和/或旋转。插入器312从脊柱植入物150脱离。
应理解，可对本文所公开的实施例作出各种修改。因此，以上描述不应解释为限制性的，而仅仅是作为各种实施例的例证。本领域的技术人员将设想在本文所附的权利要求书的范围和精神内的其它修改。

Claims (15)

1.一种手术器械，其包含：
与脊柱植入物连接的限定轴线的构件；
第一图像引导件，其与所述构件连接并且相对于传感器取向以传输表示所述构件的位置的信号；
第二图像引导件，其与所述构件连接并且取向成表示测量所述轴线的第二取向相对于第一取向的角度。
2.根据权利要求1所述的手术器械，其中所述第二图像引导件包括表示所述角度的标志。
3.根据权利要求1所述的手术器械，其中所述第二图像引导件包括具有表示所述角度的标志的旋转计。
4.根据权利要求1所述的手术器械，其中所述第二图像引导件包括表示所述角度的标志，所述标志包括与所述构件一起安置的标记物和有刻度的标记。
5.根据权利要求1所述的手术器械，其中所述第一取向包括零角度参考。
6.根据权利要求1所述的手术器械，其中所述第二图像引导件相对于传感器取向以传输表示所述角度的信号。
7.根据权利要求1所述的手术器械，其中所述第二图像引导件是可平移的并且表示椎间体植入物与脊椎组织的旋转位置。
8.根据权利要求1所述的手术器械，其中所述第一图像引导件传输表示所述脊柱植入物的三维位置的信号。
9.根据权利要求1所述的手术器械，其中所述第二图像引导件传输表示所述脊柱植入物在选择的平面中的位置的信号。
10.根据权利要求1所述的手术器械，其中所述构件包括相对于所述构件可平移的纵向元件，所述第二图像引导件与所述纵向元件连接。
11.根据权利要求10所述的手术器械，其中所述构件包括与所述纵向元件连接的致动器，其平移与所述脊柱植入物连接的所述构件的端部。
12.根据权利要求11所述的手术器械，其中所述致动器包括可枢转抓握手柄。
13.根据权利要求11所述的手术器械，其中所述构件包括可与所述致动器接合以抵抗和/或防止与所述端部连接的脊柱植入物旋转的锁。
14.根据权利要求1所述的手术器械，其中所述构件包括限定用于安置与所述第二图像引导件连接的纵向元件的轴向通道的外部主体。
15.根据权利要求1所述的手术器械，其中所述第二图像引导件包含用所述构件的可平移元件安装的发射器。
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