CN110430831B - 脊柱植入系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种外科手术器械包含第一构件，所述第一构件包括可与骨紧固件的第一配合表面接合的驱动器。第二构件可相对于所述第一构件旋转，并包括可与所述骨紧固件的第二配合表面连接的接合元件。公开了系统、脊柱植入物和方法。

Description

脊柱植入系统和方法
技术领域
本公开大体上涉及用于治疗肌肉骨骼病症的医疗装置，并且更具体地说，涉及用于治疗脊柱的脊柱植入系统和方法。
背景技术
脊柱病理和病症如脊柱侧凸和其它弯曲异常、脊柱后凸、退行性椎间盘疾病、椎间盘突出症、骨质疏松症、脊椎滑脱、狭窄、肿瘤和骨折可能由包括创伤、疾病和由损伤和衰老引起的退行性病状的因素造成。脊柱病症通常导致包括畸形、疼痛、神经损伤和部分或完全丧失活动能力的症状。
非外科手术治疗，如药物、康复和运动可以是有效的，然而可能无法缓解与这些病症相关联的症状。这些脊柱病症的外科手术治疗包括校正、融合、固定、椎间盘切除术、椎板切除术和植入式假体。作为这些外科手术治疗的一部分，脊柱构建物如椎骨杆常常用来为治疗区提供稳定性。杆将应力重新定向远离受损或有缺陷的区域，同时进行愈合以恢复正确的对准并且通常支撑椎骨构件。在外科手术治疗期间，可以将一个或多个杆和骨紧固件递送到外科手术部位。杆可以通过紧固件附接到两个或更多个椎骨构件的外部。外科手术治疗可采用外科手术器械和植入物，其被操纵以与椎骨接合以定位和对准一个或多个椎骨。本公开描述了对这些现有技术的改进。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种外科手术器械。外科手术器械包含第一构件，所述第一构件包括可与骨紧固件的第一配合表面接合的驱动器。第二构件可相对于第一构件旋转，并包括可与骨紧固件的第二配合表面连接的接合元件。在一些实施例中，公开了系统、脊柱植入物和方法。
在一个实施例中，外科手术器械包括在近端和远端之间延伸的外管状套筒。远端包括可与骨紧固件轴的驱动套接口接合的驱动器。内轴可相对于套筒旋转，并包括可与骨紧固件接收器的内螺纹表面连接的螺钉。
在一个实施例中，提供了一种脊柱植入系统。脊柱植入系统包含外科手术器械，所述外科手术器械包括在近端和远端之间延伸的外管状套筒。远端包括可与骨紧固件轴接合的驱动器。外科手术器械的内轴可相对于套筒旋转，并包括可与骨紧固件接收器的螺纹表面连接的螺钉。植入物支撑件包括扩展器突片，所述扩展器突片被配置成用于与骨紧固件接收器接合。引导构件包括内表面和图像引导件，所述内表面限定了被配置成用于安置套筒的腔，所述图像引导件相对于传感器定向以传送表示引导构件的位置的信号。
附图说明
根据伴随着下列附图的具体描述，本公开将变得更加清楚，其中：
图1是根据本公开的原理的外科手术系统的一个实施例的部件的透视图；
图2是图1中所示部件的横截面视图；
图3是图1中所示系统的部件的透视图；
图4是图1中所示系统的部件的分解图；
图5是根据本公开的原理的外科手术系统的一个实施例的部件的透视图；
图6是其中零件分离的图5中所示系统的部件的透视图；
图7是图6中所示系统的部件的分解图；
图8是图5中所示系统的部件的分解图；
图9是其中零件分离的图5中所示系统的部件的透视图；
图9A是图9中所示细节A的放大视图；
图10是根据本公开的原理的外科手术系统的一个实施例的部件的透视图；
图11是图10中所示系统的部件的透视图；
图12是根据本公开的原理的外科手术系统的一个实施例的部件的透视图；
图13是根据本公开的原理的外科手术系统的部件一个实施例的透视图；
图14是根据本公开的原理的外科手术系统的一个实施例的部件的分解图；
图15是根据本公开的原理的外科手术系统的一个实施例的部件的透视图。
具体实施方式
在用于治疗肌肉骨骼病症的医疗装置方面，更具体地说，在用于治疗脊柱的脊柱植入系统和方法方面讨论所公开的外科手术系统和相关的使用方法的示例性实施例。在一些实施例中，本公开的系统和方法包含包括外科手术器械和植入物的医疗装置，其与外科手术治疗一起使用，如本文所述，例如与脊柱的颈部、胸部、腰部和/或骶骨区域一起使用。
在一些实施例中，本发明的外科手术系统包含外科手术器械，其包含可与用于治疗脊柱的骨紧固件和一个或多个植入物支撑件(例如扩展器)一起使用的螺丝刀。在一些实施例中，本发明的外科手术系统包括外科手术器械，其可以容易地与骨紧固件连接和断开。在一些实施例中，扩展器可以与外科手术器械对准地连接以便于操纵。在一些实施例中，本发明的外科手术系统包括外科器械，其可与机械臂的末端执行器一起使用以便于用机械臂植入。在一些实施例中，外科手术器械被引导穿过末端执行器以用于引导无线螺钉插入。在一些实施例中，外科手术器械包含与机器人和/或导航制导一起使用的机器人螺丝刀，所述导航制导可包括图像引导件。
在一些实施例中，本发明的外科手术系统包括具有外轴和接合骨紧固件的驱动尖端的螺丝刀。在一些实施例中，外轴和驱动尖端是一件式构造。在一些实施例中，一件式构造允许严格地控制公差，以提高植入物插入期间的轨迹精确度。在一些实施例中，驱动尖端包括Torx配置。在一些实施例中，本发明的外科手术系统包括具有内部保持机构的螺丝刀。在一些实施例中，保持机构用骨紧固件的接收器固定，以抵抗和/或防止保持机构从接收器脱离，例如，由于与末端执行器或组织的连接或摩擦。
在一些实施例中，本发明的外科手术系统包括用于与机器人手术中使用的螺丝刀。在一些实施例中，螺丝刀可以与固定轴螺钉(FAS)、单轴螺钉(UAS)、矢状调节螺钉(SAS)、横向矢状调节螺钉(TSAS)和多轴螺钉(MAS)螺钉一起使用，并允许螺钉通过机器人末端执行器驱动。在一些实施例中，螺丝刀包括具有尖端的一件式外套筒。在一些实施例中，螺丝刀包括内部保持装置，其防止意外脱离和/或松脱。
在一些实施例中，本发明的外科手术系统包括螺丝刀，所述螺丝刀包括外径略大于骨螺钉的螺钉旋直径的外轴或套筒。这种配置允许骨螺钉和螺丝刀穿过末端执行器。在一些实施例中，螺丝刀包括拇指轮，所述拇指轮连接到保持螺钉，所述保持螺钉拧入骨螺钉中。在一些实施例中，本发明的外科手术系统包括突片扩展器，其连接到螺丝刀并且通过接合螺丝刀的底切而防止突片扩展器延伸到螺丝刀的外径之外。如果需要通过末端执行器移除骨螺钉，则这种配置防止干扰或挂阻。
在一些实施例中，本发明的外科手术系统包括与组装本发明的系统的部件的方法一起使用的螺丝刀，其包括将骨螺钉连接到螺丝刀的步骤。在一些实施例中，方法包括将螺丝刀的驱动尖端插入骨螺钉的接收器的驱动套接口中同时将突片扩展器对准在螺丝刀的配合凹槽中的步骤。在一些实施例中，方法包括旋转螺丝刀的拇指轮致动器以拧紧骨螺钉并将骨螺钉紧紧地拉到螺丝刀上的步骤。在一些实施例中，方法包括借助螺丝刀的外轴/套筒将保持螺钉和拇指轮横向插入的步骤。在一些实施例中，方法包括从后方向滑动螺丝刀的内轴。在一些实施例中，保持螺钉、拇指轮和内轴包括具有双D形状的配合表面以传递扭矩。在一些实施例中，方法包括通过从后方向插入快速连接轴并将快速连接轴焊接到外轴而保持的内部零件。
在一些实施例中，本发明的外科手术系统包括螺丝刀，所述螺丝刀包括快速连接轴、内轴、拇指轮，外驱动轴和保持螺钉。内轴、拇指轮和保持螺钉包括双D形状或六角形配合表面。在一些实施例中，螺丝刀包括用于冲洗和/或清洁的清洁槽。在一些实施例中，拇指轮、保持螺钉和内轴在组件内自由浮动。在一些实施例中，保持螺钉可相对于内轴轴向自由平移或沿内轴自由地上下平移。在一些实施例中，保持螺钉和拇指轮键控到内轴的双D构型。在一些实施例中，保持螺钉可相对于内轴在第一位置(例如，在拧紧之前的非锁定位置)和第二位置(例如，在拧紧之后的锁定位置)之间轴向平移。在一些实施例中，这种配置允许驱动尖端在旋转拇指轮之前接合骨螺钉，以将螺丝刀拧紧到骨螺钉。
在一些实施例中，外科手术系统包括植入物支撑件，例如，套环和扩展器突片。在一些实施例中，外科手术系统与治疗脊柱创伤和/或畸形病症的方法一起使用。在一些实施例中，外科手术系统与利用微创外科手术技术治疗脊柱创伤和/或畸形病症的方法一起使用。
在一些实施例中，外科手术系统包括扩展器突片。在一些实施例中，扩展器突片被配置成用于将植入物(例如，骨紧固件)与各种器械对准，并提供用于固定螺钉和杆的进入路径。在一些实施例中，扩展器突片可与SAS连接。在一些实施例中，当用接收器安置脊柱植入物(例如脊柱杆)时，外科手术系统便于矢状矫正和/或操纵。在一些实施例中，扩展器突片可与TSAS连接。在一些实施例中，外科手术系统包括接收器，所述接收器被配置成适应横向和矢状解剖学差异。
在一些实施例中，本公开的外科手术系统可用于治疗脊柱病症，例如退行性椎间盘疾病、椎间盘突出症、骨质疏松症、脊椎滑脱、狭窄、脊柱侧凸以及其它弯曲异常、脊柱后凸、肿瘤和骨折。在一些实施例中，本公开的外科手术系统可以与其它骨骼和骨相关应用一起使用，所述应用包括与诊断和治疗相关的那些应用。在一些实施例中，所公开的外科手术系统可以替代地用于对处于俯卧或仰卧位置中的患者进行外科手术治疗，和/或对脊柱采用各种外科手术方法，包含前部、背侧、背侧中线、正侧面、后外侧和/或前外侧方法，以及在其它身体区域中。本公开的外科手术系统还可以替代地与用于治疗脊柱的腰部、颈部、胸部、骶骨和骨盆区域的程序一起使用。本公开的外科手术系统还可以用于动物、骨模型和其它非生物基质上，例如，在训练、测试和演示中。
可以通过参考结合附图的实施例的以下具体实施方式更容易地理解本公开的外科手术系统，所述附图形成本公开的一部分。应理解，本申请不限于本文描述和/或示出的具体装置、方法、条件或参数，并且本文使用的术语仅出于通过实例描述特定实施例的目的，并不旨在是限制性的。在一些实施例中，如在说明书中使用并且包括所附权利要求书，单数形式“一个/种(a)”、“一个/种(an)”和“所述(the)”包括复数，并且除非上下文另有明确规定，否则对特定数值的引用至少包含那个特定值。范围在本文中可以表达为从“约”或“近似”一个特定值和/或到“约”或“近似”另一个特定值。当表达这类范围时，另一个实施例包括从一个特定值和/或到其它特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表达为近似值时，将理解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、左侧和右侧，仅用于说明目的，并且可以在本公开的范围内变化。例如，引用“上部”和“下部”是相对的并且仅在上下文中用于另一个，并且不一定是“上级”和“下级”。
如在说明书中使用并且包括所附权利要求书，疾病或病状的“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”是指执行手术，所述手术可以包括向患者(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、采用植入式装置和/或采用治疗疾病的器械，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，以缓解疾病或病状的体征或症状。缓解可以在出现疾病或病状的体征或症状之前以及其出现之后发生。因此，治疗或治疗包括防止或预防疾病或不良状况(例如，预防疾病在患者身上发生，所述患者可能易患所述疾病但尚未被诊断为患有所述疾病)。此外，治疗或治疗不需要完全缓解体征或症状，不需要治愈，并且具体地包括对患者仅具有边际效果的程序。治疗可以包括抑制疾病，例如阻止其发展，或缓解疾病，例如引起疾病消退。例如，治疗可以包括减少急性或慢性炎症；缓解疼痛，并减轻和诱导新韧带、骨和其它组织的再生；作为外科手术中的辅助手段；和/或任何修复程序。如在说明书中使用并且包括所附权利要求书，除非另有特别提及，否则术语“组织”包括软组织、韧带、腱、软骨和/或骨。
以下讨论包括对外科手术系统和根据本公开的原理采用外科手术系统的方法的描述，所述外科手术系统包括外科手术器械、相关部件。还公开了替代实施例。详细参考在附图中示出的本公开的示例性实施例。转到图1-13，示出了外科手术系统，例如脊柱植入系统10的部件。
脊柱植入系统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/或它们的复合材料。例如，可以由如以下的材料单独地或共同地制造脊柱植入系统10的部件：不锈钢合金、铝、商业纯钛、钛合金、5级钛、超弹性钛合金、钴铬合金、超弹性金属合金(例如镍钛诺、超弹性塑料金属，如GUM
Figure BDA0002204031760000071
)、陶瓷及其复合材料如磷酸钙(例如SKELITETM)、热塑性塑料(如包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)和聚醚酮(PEK)的聚芳醚酮(PAEK))、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、聚氨酯、硅酮-聚氨酯共聚物、聚合橡胶、聚烯烃橡胶、水凝胶、半刚性和刚性材料、弹性体、橡胶、热塑性弹性体、热固性弹性体、弹性体复合材料、包括聚苯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚乙烯、环氧树脂的刚性聚合物、包括自体移植物、同种异体移植物、异种移植物或转基因皮质骨和/或皮质松质骨以及组织生长或分化因子的骨材料、部分可再吸收的材料(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)、完全可再吸收的材料(例如钙基陶瓷，如磷酸钙、三磷酸钙(TCP)、羟基磷灰石(HA)-TCP、硫酸钙)或其它可再吸收的聚合物(如聚酮化合物、聚乙交酯、聚酪氨酸碳酸酯、聚己内酯及其组合)。
脊柱植入系统10的各种部件可以具有材料复合材料，包括以上材料，以实现各种期望特性，如强度、刚度、弹性、顺从性、生物力学性能、耐久性和射线可透性或成像偏好。单独地或共同地，脊柱植入系统10的部件也可以由异质材料制成，如上述材料中的两种或更多种的组合。脊柱植入系统10的部件可以被整体地形成、一体地连接或包括紧固元件和/或器械，如本文所述。
脊柱植入系统10与例如完全开放式外科手术、微创手术(包括经皮技术、微型开放式外科技术)一起使用，以在患者的手术部位(其包括例如脊柱)递送和引入器械和/或脊柱植入物，例如骨紧固件。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，例如椎间装置、椎间融合器、骨紧固件、脊柱杆、系绳、连接器、板和/或骨移植物，并且可以与包括脊柱的颈部、胸部、腰部和/或骶骨区域的外科手术治疗的各种外科手术一起使用。
脊柱植入系统10包括外科手术器械，例如，驱动器12。驱动器12可以与机械臂R(图13)的末端执行器200(图10)一起使用，以便于用机械臂R植入。驱动器12被引导通过末端执行器200，用于脊柱植入物例如骨紧固件100的引导无线插入，如本文所述。
驱动器12包括构件，例如，外管状套筒14。外套筒14在近端18和远端20之间延伸。外套筒14限定纵向轴线a。在一些实施例中，外套筒14可以具有各种构型，包括例如圆形、椭圆形、多边形、不规则、一致的、可变的、均匀的和不均匀的。外套筒14包括直径D1。在一些实施例中，直径D1略大于骨紧固件100的螺钉旋直径D2。这种配置允许骨紧固件100和驱动器12穿过机械臂的末端执行器200，如本文所述。
外套筒14包括限定通道52的表面50。通道52被配置成用于安置构件，例如内轴56和接合元件，例如螺钉64，如本文所述。外套筒14包括具有表面80的套环主体16。表面80限定腔82。主体16包括围绕腔82安置的分叉臂92，以便于处理和接近致动器，例如其中的拇指轮84。主体16包括安置在端18处的开口94。开口94与腔82连通并与通道52对准，以便于将内轴56插入端18，通过轮84并进入通道52中以进行组装，如本文所述。轮84被配置成致动内轴56和螺钉64的旋转，如本文所述。轮84包括限定腔88的表面86。腔88被配置成用于安置内轴56的相应形状的部分，如图9和9A所示。
内轴56在端60和端62之间延伸。端60可与轮84接合，以使内轴56和螺钉64旋转，如本文所述。表面86以过盈配合接合端60，以便于轮84和内轴56的同时旋转。在一些实施例中，表面86限定双D横截面，用于与内轴56的相应形状的端60配合接合。在一些实施例中，腔88包括各种构型，例如六角形、十字形、十字架形、正方形、六边形、多边形、星形横截面构型，用于与内轴56的相应形状的部分配合接合。在一些实施例中，轮84包括被配置成便于抓握轮84的表面90，例如滚花表面。
螺钉64包括内表面66。表面66限定腔68，所述腔68被配置成安置内轴56的端62的相应形状的部分。表面66以过盈配合接合内轴56，以便于内轴56和螺钉64的同时旋转，如本文所述。在一些实施例中，表面66限定双D横截面，用于与相应形状的端62配合接合。在一些实施例中，腔68包括各种构型，例如六角形、十字形、十字架形、正方形、六边形、多边形、星形横截面构型，用于与相应形状的端62配合接合。螺钉64包括具有螺纹形式89的外表面。螺纹形式89被配置成用于与配合表面接合，例如，骨紧固件100的螺纹形式的臂104、106，以拉动和或拖动骨紧固件100成与驱动器12接合，如本文所述。
内轴56和螺钉64被配置成用于相对于外套筒14移动。螺钉64横向插入通道52中。轮84横向插入腔82中。在轮84和螺钉64与外套筒14临时组装的情况下，内轴56从端18插入，通过开口94，通过腔88并进入通道52中，使得端62接合并穿过螺钉64。螺钉64用内轴56安置，并且轮84在通道52内用套环主体16安置，用于组装驱动器12的部件。轴70被插入并且与端18附接以将内轴56、轮84、螺钉64组装并保持在通道52内，处于与外套筒14成相对可移动的构型，如本文所述。在一些实施例中，轴70与端18附接，使得内轴56、轮84、螺钉64在通道52内自由滑动、平移、旋转和/或浮动。内轴56用套筒14保持螺钉64和轮84。在一些实施例中，轴70与外套筒14焊接在一起。在一些实施例中，轴70被配置成便于驱动器12与外科手术器械(例如，致动器/钻头250)的连接，如图12所示。在一些实施例中，轴70包括快速连接表面或键控几何形状，例如三角形、六边形、正方形或六角形，以便于与致动器250连接。
外套筒14的端20包括远尖端，例如，驱动器22，如图4所示。驱动器22与外套筒14一体地连接或整体地形成。这种配置便于控制公差以优化外套筒14与骨紧固件100的连接的精确度。驱动器22可与脊柱植入物接合，例如骨紧固件100。例如，驱动器22与配合表面配合并且可与配合表面接合，例如，骨紧固件100的套接口110。外套筒14的旋转同时使驱动器22旋转以驱动、扭转、插入或以其它方式连接骨紧固件100与组织，如本文所述。在一些实施例中，驱动器22包括六角形几何形状，用于与相应形状的套接口110配合接合。在一些实施例中，驱动器22可替代地包括十字形、十字架形、正方形、六边形、多边形、星形横截面构型，用于安置相应形状的套接口110。
外套筒14包括延伸部30和延伸部32。延伸部30、32包括具有表面36的壁34。表面36可与植入物支撑件例如扩展器突片152连接，如本文所述。表面36限定了配合凹槽，例如，凹穴38，其被配置成用于与扩展器突片152接合，如本文所述。表面36被配置成抵抗和/或防止扩展器突片152从凹穴38脱离，如本文所述。
延伸部30、32包括具有表面42的壁40。表面42可与扩展器突片152a连接，如本文所述。表面42限定配合凹槽，例如，凹穴44，其被配置成用于与扩展器突片152a接合，如本文所述。表面42被配置成抵抗和/或防止扩展器突片152a从凹穴44脱离，如本文所述。
凹穴38、44被配置成用于与扩展器突片152、152a接合，如图5和8所示。用凹穴38、44安置扩展器突片152、152a被配置成在与驱动器12接合时抵抗和/或防止扩展器突片152、152a增加直径D1。在一些实施例中，凹穴38、44平行于轴线a安置。在一些实施例中，凹穴38、44相对于轴线a以交替的定向安置，例如，以横向、垂直和/或其它角度定向如锐角或钝角安置，和/或可以偏移或错开。
骨紧固件100包括接收器102。当与外套筒14连接时，接收器102沿轴线a延伸。接收器102包括限定了植入物腔的一对间隔开的臂104、106，所述植入物腔被配置成用于安置脊柱构建物的部件，例如脊柱杆(未示出)。接收器106包括被配置成用于与驱动器22接合的套接口110，如本文所述。接收器108包括内表面，所述内表面具有位于臂104附近的螺纹形式和位于臂106附近的螺纹形式。臂104、106的螺纹形式被配置成与螺纹形式89接合以用驱动器12保持骨紧固件100，如本文所述。骨紧固件100包括螺纹轴116。轴116被配置成穿透组织，例如骨。
臂104包括断开突片120，其易折断地连接到臂104，使得突片120相对于臂104的操纵可以以预定的力和/或扭矩极限折断并分离突片120与臂104，如本文所述。臂106包括断开突片130，其易折断地连接到臂106，使得突片130相对于臂106的操纵可以以预定的力和/或扭矩极限折断并分离突片130与臂106，如本文所述。在一些实施例中，例如，当力和/或扭矩施加到突片120、130并且阻力增加时，接近预定的扭矩和力极限。
在一些实施例中，突片120、130可以以预定的力或转矩极限折断和分离，所述预定的力或转矩极限可以在约2牛顿米(N-m)至8N-m的范围内。在一些实施例中，突片120、130和臂104、106可以具有相同或交替的横截面构型，可由均质材料制成或由不同材料非均匀地制成，和/或由具有塑性变形性、易碎性和/或脱离性的更大程度、特性或属性的材料交替地形成，以便于突片120、130的折断和分离。
骨紧固件组件150包括与骨紧固件100连接的扩展器突片152、152a。扩展器突片152、152a在近端172和远端174之间延伸。近端172包括弹簧尖端176、178，如图8所示。弹簧尖端176、178与凹穴38、44对准并且可用凹穴38、44安置。表面36、42被配置成抵抗和/或防止弹簧尖端176、178的脱离，如本文所述。远端174被配置成用于可滑动地安置骨紧固件100的一部分，例如突片120、130。在一些实施例中，突片120、130被配置成用骨紧固件100可释放地固定扩展器突片152、152a，以与外套筒14连接。
在使用中，骨紧固件组件150与驱动器12连接，如本文所述，并且驱动器22定向成与套接口110接合。驱动器22与套接口110接合，并且螺钉64用内轴56安置并与外套筒14组装，用于借助脊柱植入物例如骨紧固件100相对于外套筒14和沿着内轴56在非锁定构型(如图4所示)和锁定构型(如图5所示)之间轴向平移。在非锁定构型中，螺钉64可相对于内轴56在通道52的开口51内沿图4中箭头A所示的方向自由平移，并且可相对于外套筒14旋转。这种配置允许驱动器22在用骨紧固件100固定螺钉64之前接合套接口110。
在骨紧固件组件150与外套筒14连接的情况下，螺纹形式89与臂104、106的螺纹形式对准，用于在它们之间接合，以用驱动器12保持骨紧固件100。螺钉64与端62的双D横截面键控，以与内轴56和轮84同时旋转。操纵轮84以便旋转，使得内轴56相对于外套筒14并独立于外套筒14使螺钉64旋转。螺纹形式89接合的臂104、106的螺纹形式，并且螺钉64轴向平移到接收器102中并且相对于内轴56轴向平移。螺钉64和接收器102的螺纹接合借助驱动器12将骨紧固件100拉动和/或拖动成锁定构型，以在它们之间可释放地固定。驱动器22与外套筒14连接，如本文所述，并且外套筒14旋转以驱动、扭转、插入或以其它方式连接骨紧固件100与相邻组织。螺钉64保持用接收器102可释放地固定，独立于外套筒14的旋转和/或与如本文所述的脊柱植入系统10的部件的接合或摩擦，以抵抗和/或防止螺钉64从接收器102脱离或松脱。
在一些实施例中，驱动器12包括导航部件300，如图12和13所示。驱动器12被配置成用于邻近外科手术部位进行安置，使得导航部件300相对于传感器阵列302定向，以便于在外科手术期间导航部件300和传感器阵列302之间的通信，如本文所述。导航部件300被配置成生成表示骨紧固件100相对于驱动器12和/或组织的位置的信号。在一些实施例中，图像引导件可以包括人类可读视觉标记、人类可读触觉标记、人类可读听觉标记、具有用于在x射线、荧光透视、CT或其它成像技术下识别的标记的一个或多个部件、至少一个发光二极管、无线部件、有线部件、近场通信部件和/或生成声信号、磁信号、电磁信号和/或放射信号的一个或多个部件。在一些实施例中，导航部件300通过整体连接、摩擦配合、压力配合、互锁接合、配合接合、燕尾连接、夹子、倒钩、榫舌、螺纹、磁性、键/键槽和/或钻夹头与轴70或外套筒14连接。
导航部件300包括发射器阵列304。发射器阵列304被配置成用于生成到外科手术导航系统306的传感器阵列302的信号，如图13所示和本文所述。在一些实施例中，由发射器阵列304生成的信号表示骨紧固件100相对于驱动器12并且相对于组织(例如骨)的位置。在一些实施例中，由发射器阵列304生成的信号表示骨紧固件100相对于组织的三维位置。
在一些实施例中，传感器阵列302从发射器阵列304接收信号，以提供骨紧固件100相对于驱动器12和/或组织的三维空间位置和/或轨迹。发射器阵列304与导航系统306的计算机308的处理器通信，以生成用于在监视器310上显示图像的数据，如本文所述。在一些实施例中，传感器阵列302从发射器阵列304接收信号，以提供骨紧固件100相对于驱动器12和/或组织的位置的视觉表示。参见，例如，如在美国专利第6,021,343号、第6,725,080号、第6,796,988号中所述的类似的外科手术导航部件和其用途，这些参考文献中的每一个的全部内容通过引用并入本文。
外科手术导航系统306被配置成用于获取和显示医疗成像，例如，适合于给定外科手术的x-射线图像。在一些实施例中，收集患者的预先获取的图像。在一些实施例中，外科手术导航系统306可以包括O-
Figure BDA0002204031760000141
成像装置310，其由美敦力导航公司(MedtronicNavigation,Inc.)出售，该公司在美国科罗拉多州路易斯维尔市(Louisville,Colo.,USA)有营业地点。成像装置310可以具有大致环形的机架壳体，其包围图像捕获部分312。
在一些实施例中，导航系统306包含图像捕获部分314，所述图像捕获部分314可以包括x射线源或发射部分和x射线接收或图像接收部分，其大致或实际上尽可能地定位成彼此180度，并且安装在相对于图像捕获部分314的轨道的转子(未示出)上。图像捕获部分314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314可以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获取患者的图像数据。外科手术导航系统306可以包括在美国专利第8,842,893号、第7,188,998号；第7,108,421号；第7,106,825号；第7,001,045号；和第6,940,941号中公开的那些；这些参考文献中的每一个的全部内容通过引用并入本文。
在一些实施例中，外科手术导航系统306可以包括C形臂荧光镜成像系统，其可以生成患者的三维视图。可以相对于导航系统306的成像装置的任何其它部分精确地知道图像捕获部分314的位置。在一些实施例中，对图像捕获部分314的位置的精确知道可以与跟踪系统316结合使用，以确定图像捕获部分314的位置和相对于患者的图像数据。
跟踪系统316可以包括与外科手术导航系统306相关联或包括在一起的各种部分。在一些实施例中，跟踪系统316还可以包括多种类型的跟踪系统，例如包括光学定位器的光学跟踪系统，例如传感器阵列302和/或可以包括EM定位器的EM跟踪系统。可以用跟踪系统316跟踪各种跟踪装置，并且外科手术导航系统306可以使用信息，以允许显示物品的位置，例如，患者跟踪装置、成像装置跟踪装置318和器械跟踪装置，例如发射器阵列304，以允许用适当的跟踪系统相对于彼此跟踪所选择的部分。
在一些实施例中，EM跟踪系统可以包括
Figure BDA0002204031760000151
AXIEMTM导航系统，其由美敦力导航公司出售，该公司在科罗拉多州路易斯维尔市有营业地点。示例性跟踪系统还公开在美国专利第8,057,407号、第5,913,820号、第5,592,939号中，这些参考文献中的每一个的全部内容通过引用并入本文。
拍摄的荧光图像被发送到计算机314，在计算机314中它们可以被转发到计算机308。可以在标准视频连接或包括有线和无线的数字链路上执行图像转移。计算机308提供通过监视器310显示以及保存、数字地操纵或打印所接收图像的硬拷贝的能力。在一些实施例中，还可以通过抬头显示器向外科医生显示图像。
在一些实施例中，外科手术导航系统306提供可以跟踪骨紧固件100相对于驱动器12和/或组织的位置的实时跟踪。传感器阵列302以这类方式定位，以提供与发射器阵列304的清晰视线，如本文所述。在一些实施例中，发射器阵列304的基准标记330通过红外技术与传感器阵列302通信。传感器阵列302联接到计算机308，所述计算机308可以用软件模块编程，所述软件模块分析由传感器阵列302发送的信号，以确定每个对象在检测器空间中的位置。
驱动器12被配置成用于与机械臂R的末端执行器200一起使用。末端执行器200包括表面202，其限定了腔，例如，通道204。通道204被配置成用于骨紧固件组件150的通过和驱动器12的安置。机械臂R包括位置传感器(未示出)，类似于本文所引用的那些位置传感器，其测量、采样、捕获和/或识别末端执行器200在三维空间中的位置数据点，用于用所选择的椎骨节引导无线插入骨紧固件100。在一些实施例中，机械臂R的位置传感器与外科手术导航系统306结合使用，以测量、采样、捕获和/或识别与外科手术治疗相关的末端执行器200的位置数据点，如本文所述。位置传感器与机械臂R一起安装并且被校准以测量末端执行器200在三维空间中的位置数据点，这些位置数据点被传送到计算机308。
在组装、操作和使用中，脊柱植入系统10，类似于本文所述的系统和方法，与外科手术例如对身体内脊柱的受影响部分和邻近区域的适用病况或损伤的治疗一起使用。在一些实施例中，脊柱植入系统10的部件中的一个或全部可以作为预组装装置递送或使用，或者可以原位组装。可以完全或部分地修改、移除或替换脊柱植入系统10。
在使用中，为了治疗椎骨，医疗从业者以任何适当的方式(如通过切开和回缩组织)进入外科手术部位。在一些实施例中，脊柱植入系统10可用于任何现有的外科手术方法或技术，包括开放手术、微型开放手术、微创手术和经皮外科手术植入，由此通过小切口或套筒进入椎骨，所述小切口或套筒为所述区域提供受保护的通路。一旦进入外科手术部位，就可以执行特定的外科手术，以治疗脊柱病症。
在患者体内造出切口，并且切割器械(未示出)形成用于植入脊柱植入系统10的部件的外科手术路径。准备器械(未示出)可用于准备椎V的组织表面，以及用于外科手术区域的抽吸和冲洗。
在所选择的椎骨节中造出定位孔(未示出)，用于接收骨紧固件100。骨紧固件组件150与驱动器12连接，如本文所述。驱动器22与套接口110接合，并且螺钉64被安置处于非锁定构型，如本文所述，使得螺钉64可相对于内轴56在通道52的开口51内自由平移并且可相对于外套筒14旋转。在骨紧固件组件150与外套筒14连接的情况下，操纵轮84以便旋转，使得内轴56相对于外套筒14并独立于外套筒14使螺钉64旋转，如本文所述。螺钉64和接收器102的螺纹接合借助驱动器12将骨紧固件100拉动和/或拖动成锁定构型，以在它们之间可释放地固定。
与骨紧固件组件150连接的驱动器12被定向成用机械臂R的末端执行器200安置，如本文所述。驱动器12的组件/骨紧固件组件150用通道204安置，用于采用机械臂R和/或外科手术导航系统306用椎骨植入骨紧固件100，如本文所述。致动器250与轴70连接，并且驱动器22接合骨紧固件100，如本文所述，并且外套筒14旋转以驱动、扭转、插入或以其它方式连接骨紧固件100与相邻组织。螺钉64保持用接收器102可释放地固定，独立于外套筒14的旋转和/或与末端执行器200的接合或摩擦，以抵抗和/或防止螺钉64从接收器102脱离或松脱。在一些实施例中，操纵驱动器12以将一个或多个骨紧固件100递送到包括椎骨的外科手术部位。传感器阵列302接收来自导航部件300的信号，以提供可用末端执行器200安置的驱动器12的组件/骨架紧固件组件150相对于椎骨和/或脊柱植入系统10的部件的三维空间位置和/或轨迹，用于在监视器310上显示。
在完成程序后，如本文所述，移除脊柱植入系统10的外科手术器械、组件和非植入部件，并且闭合(多个)切口。脊柱植入系统10的部件中的一个或多个可由射线可透过的材料(如聚合物)制成。可包括放射性标记物用于在x射线、荧光透视、CT或其它成像技术下进行识别。在一些实施例中，脊柱植入系统10可包括一个或多个脊柱杆、板、连接器和/或骨紧固件，用于单个椎骨节或多个椎骨节。
在一些实施例中，如本文所述的一个或多个骨紧固件可在多个定向上与组织接合，例如串行的、并行的、偏移的、错开的和/或交替的椎骨节。在一些实施例中，骨紧固件可包含多轴向螺钉、矢状调节螺钉、椎弓根螺钉、单轴向螺钉、单平面螺钉、多面螺钉、固定螺钉、组织穿透螺钉、常规螺钉、膨胀螺钉、楔子、锚、按钮、夹子、搭扣、摩擦配件、压缩配件、膨胀铆钉、夹线钉、钉子、粘合剂、柱、固定板和/或固定柱。
在一些实施例中，脊柱植入系统10包括药剂，所述药剂可在脊柱植入系统10的部件和/或表面内、上或周围安置、包装、涂覆或分层。在一些实施例中，药剂可包括骨生长促进材料，例如骨移植物，以增强用椎骨固定脊柱植入系统10的部件和/或表面。在一些实施例中，药剂可包括一种或多种治疗剂和/或药理学药剂，用于释放，包括持续释放，以治疗例如疼痛、炎症和退化。
在一些实施例中，如图14和15所示，脊柱植入系统10，类似于本文所述的系统和方法，包括驱动器412，类似于本文所述的驱动器12。驱动器412被配置成用于与多轴向螺钉(MAS)500连接。驱动器412可与末端执行器200和/或手术导航系统306一起使用，如本文所述，用于用组织引导无线插入MAS500，类似于本文所述的那样。
驱动器412包括外套筒414。外套筒414在近端418和远端420之间延伸。外套筒414包括在端418、420之间延伸的连续且不间断的外表面450。表面450限定内部通道452。通道452被配置成用于安置类似于内轴56的内轴456和类似于本文所述的螺钉64的螺钉464。外套筒414包括套环主体416，类似于本文所述的套环主体16，以便于安置和接近拇指轮484，类似于本文所述的轮84。
内轴456可与轮484接合以旋转内轴456和螺钉464，类似于本文所述的那样。螺钉464包括具有螺纹形式489的外表面，所述螺纹形式489被配置成用于与MAS 500的臂504、506的螺纹形式接合，以将MAS 500拉动和/或拖动成与驱动器412接合，如本文所述。内轴456和螺钉464被配置成用于相对于外套筒414移动。类似于本文所述的轴70的轴470被插入并与外套筒414附接，以组装内轴456、轮484、螺钉464并将其保持在通道452内，处于与外套筒414成相对可移动的构型，类似于本文所述的那样。
外套筒414的端420包括远侧尖端，例如驱动器422，类似于本文所述的驱动器22。驱动器422与外套筒414一体地连接或整体地形成，并与配合表面配合并可与配合表面接合，例如MAS 500的套接口(未示出)，类似于本文所述的那样。外套筒414的旋转同时使驱动器422旋转以驱动、扭转、插入或以其它方式连接MAS 500与组织，类似于本文所述的那样。
在使用中，驱动器422定向成与MAS 500的套接口接合。驱动器422与MAS 500的套接口接合，并且螺钉464用内轴456安置并与外套筒414组装，用于借助MAS 500相对于外套筒414和沿着内轴456在非锁定构型和锁定构型之间轴向平移，类似于本文所述的那样。在非锁定构型中，螺钉464可相对于内轴456自由平移并可相对于外套筒414旋转。在MAS 500与外套筒14连接的情况下，螺纹形式489与臂504、506的螺纹形式对准，以将MAS 500与驱动器412保持在一起。操纵轮484以便旋转，使得内轴456相对于外套筒414并独立于外套筒414使螺钉464旋转。螺纹形式489接合臂504、506的螺纹形式，并且螺钉464轴向平移到MAS 500的接收器中并且相对于内轴456轴向平移。螺钉464和MAS 500的接收器的螺纹接合借助驱动器412将MAS 500拉动和/或拖动成锁定构型，以便在它们之间可释放地固定。驱动器422与外套筒414连接，如本文所述，并且外套筒414旋转以驱动、扭转、插入或以其它方式连接MAS500与相邻组织。螺钉464保持用MAS 500的接收器可释放地固定，独立于外套筒414的旋转和/或与脊柱植入系统10的部件的接合或摩擦，如本文所述，以抵抗和/或防止螺钉464从MAS 500的接收器脱离或松脱。
应理解，可以对本文公开的实施例作各种修改。因此，以上说明不应该被解释为限制性的，但是仅作为各种实施例的例证。本领域的技术人员将构想出在所附权利要求书的范围和精神内的其它修改。

Claims (9)

1.一种外科手术器械，包含：
第一构件，其包括能与骨紧固件的轴接合的驱动器；
第二构件，其能相对于所述第一构件旋转并包括能与所述骨紧固件的接收器连接的螺钉；
植入物支撑件，其包括配置成能与所述接收器接合的扩展器突片；以及
引导构件，其包括内表面和图像引导件，所述内表面限定了被配置成用于安置所述第一构件的套筒的腔，所述图像引导件相对于传感器定向以传送表示所述引导构件的位置的信号，
其中，所述螺钉借助所述骨紧固件接收器的螺纹表面能相对于所述第二构件的内轴在非锁定位置和锁定位置之间轴向平移，
其中，所述第一构件包括能与所述植入物支撑件连接的壁表面，
其中，所述壁表面包括配合凹槽，所述配合凹槽能与所述扩展器突片接合，
其中，所述壁表面限定了能与所述植入物支撑件的近侧弹簧尖端接合的凹穴表面，
其中，所述扩展器突片在近端和远端之间延伸，所述近端包括弹簧尖端，所述弹簧尖端与凹穴对准并且能用凹穴安置，所述壁表面被配置成抵抗、防止所述弹簧尖端的脱离。
2.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中所述驱动器与所述第一构件一体地连接。
3.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中所述驱动器包含所述第一构件的远侧尖端并且被配置成用于安置在所述轴的驱动套接口中。
4.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中所述套筒限定内腔，所述内腔被配置成用于安置所述内轴。
5.根据权利要求4所述的外科手术器械，其中所述第二构件包括与所述内轴连接的可旋转致动器。
6.根据权利要求5所述的外科手术器械，其中所述可旋转致动器包括滚花轮，所述滚花轮包括内表面，所述内表面能与所述内轴接合以随所述内轴旋转。
7.根据权利要求4所述的外科手术器械，其中所述螺钉包括内表面，所述内表面能与所述内轴接合以随所述内轴旋转。
8.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中所述螺钉具有能与所述接收器的配合表面连接的外螺纹表面。
9.根据权利要求1所述的外科手术器械，其中所述驱动器与所述第一构件的套筒一体地连接。
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