CN111839619A - 手术牵开器和方法 - Google Patents

Abstract

手术牵开器包括限定纵向轴线的零件。第一射线可透刀片与所述零件连接。第二射线可透刀片与所述零件连接。刀片可相对于所述零件独立地平移。所述刀片中的至少一个包括通过构件连接的间隔开的臂。所述构件和所述臂相对地安置成一种构造，所述构造用于相对于手术部位以选定取向引导至少一个手术器械。公开了手术系统、器械、构造物、植入物和方法。

Description

手术牵开器和方法

技术领域

本公开总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，涉及一种用于治疗脊柱的手术系统和方法。

背景技术

脊柱病变和病症，如脊柱侧凸和其它曲率异常、脊柱后凸、退行性椎间盘疾病、椎间盘突出、骨质疏松症、脊柱前移、狭窄症、肿瘤和骨折可能由包括外伤、疾病和由损伤和衰老引起的退行性病况的因素引起。脊柱病症通常会导致包括畸形、疼痛、神经损伤以及部分或完全丧失活动能力在内的症状。

非手术治疗(如药物治疗、康复和锻炼)可为有效的，然而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、修复、椎间盘切除术、椎板切除术、椎体切除术和可植入假体。作为这些手术治疗的一部分，脊柱构造物(例如骨骼紧固件、脊柱杆和椎体间装置)可用来为治疗区域提供稳定性。举例来说，在手术治疗期间，手术器械可用于将脊柱构造物的部件递送到手术部位，用于与骨固定以使关节固定不动。可在手术治疗期间采用手术牵开器以提供手术部位的接近和可视化。这类牵开器间隔开并支撑组织和/或其它解剖结构以暴露与手术部位相邻的解剖结构和/或提供通往手术部位的手术路径。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，提供了一种手术牵开器。手术牵开器包括限定纵向轴线的零件。第一射线可透刀片与所述零件连接。第二射线可透刀片与所述零件连接。刀片可相对于所述零件独立地平移。刀片中的至少一个包括通过构件连接的间隔开的臂。构件和臂相对地安置成一种构造，所述构造用于相对于手术部位以选定取向引导至少一个手术器械。在一些实施例中，公开了手术系统、器械、构造物、植入物和方法。

在一个实施例中，手术牵开器包括限定纵向轴线的齿条、第一延伸部和第二延伸部。延伸部可相对于齿条独立地移动。第一射线可透刀片与第一延伸部连接并且可相对于第一延伸部旋转。第二射线可透刀片与第二延伸部连接并且可相对于第二延伸部旋转。刀片可相对于所述零件独立地平移。刀片中的每一个包括通过构件连接的间隔开的臂。构件和臂相对地安置成一种构造，所述构造用于相对于手术部位以选定取向引导至少一个手术器械。

在一个实施例中，提供了一种手术系统。手术系统包括手术牵开器，所述手术牵开器具有限定纵向轴线的零件。第一射线可透刀片和第二射线可透刀片与所述部件连接并且可相对于所述零件独立地平移。刀片中的至少一个包括通过构件连接的间隔开的臂。构件和臂相对地安置成一种构造，所述构造用于相对于手术部位以选定取向引导至少一个手术器械。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为用于安置至少一个手术器械的腔，所述图像引导件相对于传感器取向以传送表示引导构件的位置的信号。跟踪装置包括传感器，所述传感器接收信号并且与处理器通信，以生成用于显示来自监视器的图像的数据。图像表示引导构件相对于组织的位置。

附图说明

根据具体说明以及以下附图将更容易地理解本公开，其中：

图1是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是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3是图2所示部件的分离视图；

图4是图2所示部件的透视分离图；

图5是图2所示部件的侧视分离视图；

图6是根据本公开的原理的手术系统的一个实施例的部件的分离透视图；

图7是图6所示部件的侧视图；

图8是根据本公开的原理的系统的一个实施例的部件的分离透视图；

图9是根据本公开的原理的手术系统的一个实施例的部件的侧视图；

图10是图9所示部件的透视图；

图11是图9所示的部件的顶视图；

图12是根据本公开的原理的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系统的一个实施例的部件的透视图；

图14是对患者身体进行处理的根据本公开原理的系统的一个实施例的部件的透视图；

图15为根据本公开的原理的系统的一个实施例的部件的透视图；和

图16是用患者身体安置的根据本公开原理的系统的一个实施例的部件的透视图。

具体实施方式

所公开的手术系统和相关使用方法的示例性实施例在用于治疗肌骨胳病症的医疗装置方面进行讨论，并且更具体地说，在用于接近脊柱以促进其治疗的手术系统和用于治疗脊柱的方法方面进行讨论。在一些实施例中，本公开的系统和方法包含一个或多个牵开器刀片，所述一个或多个牵开器刀片被配置为提供手术器械的选择性取向和定位和/或患者解剖结构的支撑。在一些实施例中，牵开器刀片包括表面和/或开口，以提供手术器械的选择性取向和定位和/或患者解剖结构的支撑。在一些实施例中，牵开器刀片包括提供器械和解剖释放的孔口。

在一些实施例中，本手术系统包含手术器械，例如手术牵开器刀片，所述手术牵开器刀片被配置为在中线后路胸腰椎方法期间通过以下来促进对侧减压和/或椎间盘切除术：通过手术牵开器刀片的表面和/或开口(例如，限定孔口的表面)允许后路器械通过侧向成角度以及向头-向尾地成角度，同时维持将软组织从工作手术区域牵开。在一些实施例中，孔口提供解剖释放，以促进牵开器向患者身体中邻近工作手术区域插入的增加，而不撞击小面或横突。在一些实施例中，孔口包括弓形构造。在一些实施例中，孔口包括正方形构造。

在一些实施例中，本手术系统包含手术器械，例如具有射线可透部件的手术牵开器，例如用碳纤维制成的各种部件。在一些实施例中，射线可透部件促进导航或机器人准确性的配准。在一些实施例中，射线可透部件促进使解剖结构与已经牵开的组织配准，以避免在牵开为配准能力而需要去除的金属零件之后椎骨的变化和/或移动。

在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器，所述手术牵开器具有射线可透部件以促进导航协助的程序的术前配准。在一些实施例中，本手术系统包含射线可透刀片，所述射线可透刀片允许在成像上定位网格，并且可以通过刀片看到网格元件。在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器刀片，所述手术牵开器刀片具有射线可透部件，例如安置在皮肤线下的切口中的部件。

在一些实施例中，提供了射线可透牵开系统，其被配置为使得能够进行机器人和导航配准并改善成像。在一些实施例中，射线可透牵开系统使在手术程序期间牵开器对器械的干扰最小化。

在一些实施例中，本手术系统包含具有优化的照明系统的手术牵开器。在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器，所述手术牵开器被配置为用于当处于完成打开取向时稳定。在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器，所述手术牵开器包括被配置为减少散射和/或由金属部件引起的其它成像干扰的射线可透部件。

在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器，所述手术牵开器包括可以向上成角度至约25度的臂。在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器，所述手术牵开器具有用于附接系统的部件的摩擦配合接头连接机构。摩擦配合接头被配置为使刚度最大化并使接头张开最小化。

在一些实施例中，本手术系统包含具有最小化的轮廓的牵开器系统。在一些实施例中，本手术系统包含牵开器，所述牵开器具有允许臂彼此独立平移的齿条。在一些实施例中，齿条包括约200mm至约250mm的长度。在一些实施例中，齿条被配置为连接到台面安装的夹具。

在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器，所述手术牵开器被配置为使对骨解剖结构的干扰最小化。在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器，所述手术牵开器被配置为在手术程序期间使对器械的干扰最小化。在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器，所述手术牵开器被配置为为工作空间提供优化的照明。在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器，所述手术牵开器被配置为当完全牵开时对组织提供足够的起重。在一些实施例中，本手术系统包手术牵开器，所述手术牵开器被配置为适应不同的患者尺寸。

在一些实施例中，本手术系统包手术牵开器，所述手术牵开器被配置为对组织提供约60磅力的力。在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器，所述手术牵开器包括约40mm到约110mm的各种尺寸的刀片。在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器，所述手术牵开器被配置为包括射线可透部件，同时各种部件，例如闩锁、齿轮、螺纹可以由金属加工而成。

在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器刀片，所述手术牵开器刀片包括在刀片的前平面和/或顶平面中限定开口的表面，以便于操纵一个或多个手术器械。在一些实施例中，在刀片的前平面和/或顶平面中的表面开口允许一个或多个手术器械侧向地和/或向头-向尾地成角度，而刀片的远侧表面开口允许例如沿着中线腰椎融合术(MIDLF)手术路径进行解剖释放。

在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器刀片，所述手术牵开器刀片包括限定以弓形构造安置的齿的表面和/或提供解剖释放并允许刀片安置在工作手术区域和/或伤口中而不撞击小面或横突的矩形孔口。在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器刀片，所述手术牵开器刀片包括表面，所述表面在刀片的前平面和/或顶平面中限定大孔口，以分别允许器械内侧-外侧地成至多大约30度角，以及在向头-向尾方向上成至多20度角。在一些实施例中，手术牵开器刀片促进在中线后路椎间孔腰椎(TL)手术方法期间对侧减压和椎间盘切除术，同时减少手术程序的持续时间。

在一些实施例中，本手术系统可与用于治疗脊柱的方法一起采用，所述方法包括将一个或多个手术牵开器刀片与配合的牵开齿条连接和/或可滑动地接合的步骤。在一些实施例中，所述方法包括操纵牵开齿条以使刀片侧向地平移的步骤。在一些实施例中，所述方法包括以下步骤：操纵和/或牵拉刀片至张紧，从而牵开在工作手术区域中的切口。

在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器刀片，所述手术牵开器刀片包括在其远侧端部上限定弧或孔口以提供解剖释放的表面，其允许刀片以选定的深度安置在工作手术区域和/或伤口中。在一些实施例中，此构造允许手术器械通过孔口成角度并进行安置，所述孔口在工作手术区域和/或伤口中打开工作空间以促进程序，例如椎间盘切除术。在一些实施例中，本手术系统包含手术牵开器刀片，所述手术牵开器刀片可通过增材制造工艺(例如3D打印)来制造。

通过参考以下结合形成本公开的一部分的附图的实施例的详细描述，可更容易地理解本公开。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，并且本文所用术语仅用于以实例方式描述特定实施例的目的，而不旨在进行限制。此外，在一些实施例中，除非上下文另外明确规定，否则如说明书中所使用并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。范围在本文中可表达为从“约”或“大约”一个特定值和/或到“约”或“大约”另一个特定值。在表述所述范围时，另一个实施例包括从一个特定值和/或至另一特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表述为近似值时，应理解，特定值构成另一个实施例。还应理解，所有空间参考(例如，水平的、垂直的、顶部、上部、下部、底部、左和右)仅用于说明性目的，并且可在本公开的范围内变化。举例来说，参考“上部”和“下部”是相对的并且仅在另一者的语境中使用，并且不一定是“上级”和“下级”。

如说明书中所使用且包括所附权利要求书，疾病或病况的“治疗(treating)”或“治疗(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)，以减轻疾病或病况的病征或症状。缓解可发生在疾病或病况的病征或症状显现之前，以及所述病征或症状显现之后。因此，治疗(treating)或治疗(treatment)包括预防(preventing)或预防(prevention)疾病或不良病况(例如，在可能易患某疾病但尚未诊断为患有所述疾病的患者中预防所述疾病的发生)。另外，治疗(treating)或治疗(treatment)不要求完全缓解病征或症状，不要求治愈，并且明确包括对患者仅具有边际效应的程序。治疗可以包括抑制疾病，例如，阻止疾病发展；或减轻疾病，例如，引起疾病消退。举例来说，治疗可包括减少急性或慢性炎症；缓解疼痛以及缓和和诱导新韧带、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。此外，如在本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，除非另有特别说明。

以下讨论包括根据本公开原理的手术系统和采用所述手术系统的相关方法的描述。还公开替代实施例。现在将详细参考本公开的示例性实施例，所述示例性实施例在附图中有所说明。转到图1-13，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学上可接受的材料(包括金属、合成聚合物、陶瓷和骨材料和/或其复合材料)制成。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、商业纯钛、钛合金、5级钛、超弹性钛合金、钴铬合金、不锈钢合金、超弹性金属合金(例如，镍钛诺、超弹性塑料金属，如GUM

)、陶瓷以及其复合材料，如磷酸钙(例如，SKELITETM)、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、硅氧烷、聚氨基甲酸酯、硅氧烷-聚氨基甲酸酯共聚物、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、刚性聚合物(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(包括自体移植物、同种异体移植物、异种移植物或转基因皮质和/或皮髓质骨)，以及组织生长或分化因子、部分可吸收材料(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与可吸收聚合物的复合材料)、完全可吸收材料(例如钙基陶瓷，如磷酸钙，如羟基磷灰石(HA)、珊瑚HA、双相磷酸钙、磷酸三钙或氟磷灰石、磷酸三钙(TCP)、HA-TCP、硫酸钙)或其它可吸收聚合物(如聚交酯、聚乙交酯、聚酪氨酸碳酸酯、聚己内酯以及其组合)、生物相容性陶瓷、矿化胶原蛋白、生物活性玻璃、多孔金属、骨粒、骨纤维、颗粒骨片、骨形态发生蛋白(BMP)(如BMP-2、BMP-4、BMP-7、rhBMP-2或rhBMP-7)、脱矿骨基质(DBM)、转化生长因子(TGF)(例如TGF-β)、成骨细胞、生长和分化因子(GDF)、胰岛素样生长因子1、血小板衍生生长因子、成纤维细胞生长因子或其任何组合。

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也可由异质材料(如上述材料中两种或更多种的组合)制成。手术系统10的部件可单块形成、整体地连接或包括紧固元件和/或器械，如本文所描述。

手术系统10包括手术器械，例如手术牵开器12，所述手术牵开器12具有一对射线可透牵开器刀片，例如，刀片14和类似于本文所述的刀片14的刀片14a。刀片14被配置为提供手术器械的选择性取向和定位和/或患者解剖结构的支撑。刀片14、14a附接有零件，例如齿轮齿条100，使得刀片14、14a可相对于与手术程序相关的齿条100、固定手术设备和/或患者身体B向一个或多个取向在一个或多个自由度上移动。

齿条100在端部102和限定纵向轴线A1的端部104之间延伸，如图2所示。在一些实施例中，齿条100包括约200mm至约250mm的长度。齿条100被配置为将相邻的刀片14、14a彼此连接，如图1所示。齿条100包括具有多个齿(例如花键106)的外表面。延伸部110通过模块112可与齿条100接合。在一些实施例中，齿条100包括射线可透材料。

模块112被配置为用于与齿条100连接。模块112包括内表面，所述内表面包括可以双向的和/或双向棘轮构造与齿条100接合的齿轮114。棘轮构造被配置为抵抗和/或防止刀片14相对于齿条100在第一和/或第二方向上移动。模块112包括闩锁116，其可选择性地与花键106接合。在一些实施例中，闩锁116包括可与花键106接合的小齿轮或棘爪(未详细示出)。在一些实施例中，模块112包括射线可透材料。

模块112包括表面118，所述表面118包括从其延伸的凸缘120、122。凸缘120、122以间隔开的取向垂直于表面118延伸。在一些实施例中，凸缘120、122可以相对于表面118例如横向或以有角度的取向(如锐角或钝角)、同轴延伸，和/或可以偏移或交错。凸缘120包括表面124并且凸缘122包括表面126。表面124、126被配置为与延伸部110的一部分形成摩擦配合接头128，如本文所述。模块112和延伸部110之间的摩擦配合被配置为在延伸部110和模块112之间提供刚性连接，并使接头128处的张开最小化。

延伸部110在端部130和限定轴线X1的端部132之间延伸，如图2所示。延伸部110包括表面134，所述表面134包括从其延伸的凸缘136、138、140，如图3所示。凸缘136、138、140被配置为用于与凸缘120、122接合，如本文所述。凸缘136、138、140以间隔开的取向垂直于表面134延伸。在一些实施例中，凸缘136、138、140可以相对于表面134例如横向或以有角度的取向(如锐角或钝角)、同轴延伸，和/或可以偏移或交错。凸缘136包括表面142，凸缘138包括表面144，并且凸缘140包括表面146。表面142、144、146被配置为与模块112形成接头128，如本文所述。模块112和延伸部110之间的摩擦配合被配置为在延伸部110和模块112之间提供刚性连接，并使接头128处的张开最小化。

延伸部110包括用于容纳枢转接头150的主体148，所述枢转接头150被配置为相对于与手术程序相关的刀片14a、齿条100、固定手术设备和/或患者身体B选择性地安置刀片14。在一些实施例中，主体148包括射线可透材料。枢转接头150包括球形接头152，所述球形接头152包括球形零件156和套环158。套环158被配置为用于沿零件156相对移动。枢转接头150包括与球形接头152可释放地接合的锁160，以将刀片14固定在选定的取向上。锁160包括致动器，例如螺钉162和旋钮164。螺钉162包括表面166，所述表面166被配置为用于与球形接头152接合以抵抗和/或防止套环158相对于零件156移动，如图5所示。在一些实施例中，表面166包括凸状构造。例如通过沿第一方向旋转来致动旋钮164，以使螺钉162平移成与球形接头152接合。例如通过沿第二方向旋转来致动旋钮164，以使螺钉162平移与球形接头152脱离接合，以允许延伸部110移动。延伸部110可绕枢转接头150枢转，以允许刀片14相对于轴线X1旋转成选定角度α1。在一些实施例中，角度α1在约0度至约25度的范围内。

如图4所示，延伸部110可与臂170连接。延伸部110包括表面172，所述表面172包括从其延伸的凸缘174、176。凸缘174、176以间隔开的取向垂直于表面172延伸。在一些实施例中，凸缘174、176可以相对于表面172例如横向或以有角度的取向(如锐角或钝角)、同轴延伸，和/或可以偏移或交错。凸缘174、176被配置为与臂170的一部分形成类似于接头128的摩擦配合接头182，如本文所述。臂170和延伸部110之间的摩擦配合被配置为在臂170和延伸部110之间提供刚性连接，并使接头182处的张开最小化。

臂170在端部184和端部186之间延伸，如图4所示。在一些实施例中，臂170包括射线可透材料。臂170包括表面188，所述表面188包括类似于凸缘142、144、146的凸缘190、192、194，如本文所述。凸缘190、192、194被配置为用于语凸缘176、180接合，如本文所述。凸缘190、192、194以间隔开的取向垂直于表面134延伸。在一些实施例中，凸缘190、192、194可以相对于表面134例如横向或以有角度的取向(如锐角或钝角)、同轴延伸，和/或可以偏移或交错。凸缘190、192、194被配置为与延伸部110形成接头182，如本文所述。臂170包括被配置为用于与刀片14的一部分连接的凸出部196，如本文所述。

类似于本文所述的延伸部110，延伸部110a可通过类似于本文所述的模块112的模块112a与齿条100接合，如本文所述。延伸部110、110a可通过模块112、112a在端部102、104之间相对于齿条100独立地移动。在一些实施例中，延伸部110a包括射线可透材料。

模块112a被配置为用于与齿条100连接，如本文所述。在一些实施例中，模块112a包括射线可透材料。模块112a包括内表面，所述内表面包括类似于本文所述的齿轮114的齿轮114a，所述齿轮114a可以以双向的和/或双向棘轮构造与齿条100接合。棘轮构造被配置为抵抗和/或防止刀片14a相对于齿条100在第一和/或第二方向上移动。模块112a包括类似于本文所述的闩锁116的闩锁116a，其可与花键106选择性地接合。在一些实施例中，闩锁116a包括可与花键106接合的小齿轮或棘爪(未详细示出)。

模块112a包括表面118a，所述表面118a包括从其延伸的类似于本文所述的凸缘120、122的凸缘120a、122a。凸缘120a、122a被配置为与延伸部110a的一部分形成摩擦配合接头128a，如本文所述。模块112a与延伸部110a之间的摩擦配合被配置为提供延伸部110a与模块112a之间的刚性连接，并使接头128a处的张开最小化，如本文所述。

延伸部110a在端部130a和限定轴线X2的端部132a之间延伸，如图2所示。延伸部110a包括表面134a，所述表面134a包括从其延伸的类似于本文所述的凸缘136、138、140的凸缘136a、138a、140a，如图2所示。凸缘136a、138a、140a被配置为用于与凸缘120a、122a接合，如本文所述，以与模块112a形成接头128a，如本文所述。

延伸部110a包括主体148a，所述主体148a容纳类似于本文所述的枢转接头150的枢转接头150a，所述枢转接头150a被配置为相对于与手术程序相关的刀片14、齿条100、固定手术设备和/或患者身体B选择性地安置刀片14a，如本文所述。在一些实施例中，主体148a包括射线可透材料。延伸部110a可绕枢转接头150a枢转，以允许刀片14a相对于轴线X2旋转成选定角度α2。在一些实施例中，角度α2在约0度至约25度的范围内。

延伸部110a可与臂170a连接，如本文所述。在一些实施例中，臂170a包括射线可透材料。延伸部110a包括表面172a，所述表面172a包括类似于本文所述的凸缘174、176的凸缘174a，176a。凸缘174a、176a被配置为与臂170a的一部分形成类似于接头128的摩擦配合接头182a，如本文所述。

臂170a在端部184a和端部186a之间延伸，如图2所示。臂170a包括类似于本文所述的凸缘190、192、194的凸缘190a、192a、194a。凸缘190a、192a、194a被配置为用于与凸缘176a、180a接合，如本文所述，以与延伸部110a形成接头182a，如本文所述。臂170a包括被配置为用于与刀片14a的一部分连接的凸出部196a，如本文所述。

在一些实施例中，齿条100与屈曲臂适配器200接合，如图8所示，所述屈曲臂适配器200被配置为将手术牵开器12与台面安装的夹具(未示出)连接。齿条100、延伸部110、110a和/或臂170、170a的部分是射线可透的，如本文所述，从而通过减少由金属部件引起的散射和其他成像破坏，允许导航部件增强手术部位的可视化。在一些实施例中，齿条100、延伸部110、110a和/或臂170、170a的部分由碳纤维制成。在一些实施例中，齿条100、延伸部110、110a和/或臂170、170a的部分，例如，闩锁、齿轮和/或螺纹是由金属材料加工而成的，以维持这类部件所需的强度和/或刚性。

刀片14包括表面和/或开口，以提供手术器械的选择性取向和定位和/或患者解剖结构的支撑，如本文所述。举例来说，刀片14被配置为在相对于手术部位的选定取向上支撑和/或限制手术器械的移动，例如，在中线胸腰椎方法期间手术器械在内侧-外侧取向和/或向头-向尾取向上所成的角度。在一些实施例中，手术牵开器12可包括一个或多个刀片14。刀片14、14a是射线可透的，从而通过减少由金属部件引起的散射和其他成像破坏，允许导航部件增强手术部位的可视化。在一些实施例中，刀片14、14a由碳纤维制成。在一些实施例中，刀片14、14a包括在约40mm到约110mm范围内的各种长度。在一些实施例中，刀片14、14a被配置为承受来自组织的约60磅力(lbf)至约120lbf的力，如图16中的箭头C所示，以促进组织的牵开。

刀片14包括臂16和与臂16间隔开的臂18，如图9所示。臂16包括部分24和部分26。部分24在平面P1中沿着轴线X3在端部20和端部22之间延伸。在一些实施例中，平面P1相对于患者身体B被安置成向头-向尾取向。部分24包括被配置为用于接合和间隔开组织的表面30。部分24包括在平面P1中沿轴线X3延伸的表面32。表面32限制和/或限定手术器械的移动范围，以促进手术器械在平面P1内的选择性取向和定位，如本文所述。

部分26沿轴线X4以有角度的取向(例如垂直于轴线X2)延伸，如图9所示。在一些实施例中，部分26可以以替代的构造取向，例如相对于部分24平行、同轴、成角度地偏移、偏移和/或交错。部分26在平面P2中沿轴线X2在端部40和端部42之间延伸。在一些实施例中，平面P2相对于患者身体B以内侧-外侧取向安置。部分26包括表面44，所述表面44限制和/或限定手术器械的移动范围，以促进手术器械沿平面P1的选择性取向和定位。

表面46在臂16、18之间延伸，并且被配置为将手术器械沿平面P2定位成选定的取向。在一些实施例中，表面46垂直于轴线X4、X6延伸，如图10所示。在一些实施例中，表面46可以以替代的构造取向，例如相对于轴线X4、X6平行、同轴、成角度地偏移、偏移和/或交错。

在一些实施例中，臂16的全部或仅一部分可具有各种截面构造，例如，弓形、圆柱形、椭圆形、矩形、多边形、波形、不规则、均匀、不均匀、一致、可变和/或U形。在一些实施例中，表面32、表面44和/或表面46可具有替代的表面构造，例如，粗糙的、波形的、多孔的、半多孔的、凹陷的、抛光的和/或纹理化的。

臂18包括部分54和部分56。部分54在平面P1中沿着轴线X5平行于部分24在端部50和端部52之间延伸。部分54包括被配置为用于接合和间隔开组织的表面60。部分24和部分54间隔开以形成沿平面P1的开口58，用于沿平面P1以选定的取向安置手术器械。部分54包括表面62，所述表面62限制和/或限定手术器械的移动范围，以促进手术器械沿着平面P1的选择性取向和定位。

如图10所示，部分56沿着平行于轴线X4安置的轴线X6并以有角度的取向(例如垂直于轴线X5)延伸。在一些实施例中，部分56可以以替代的构造取向，例如相对于部分54平行、同轴、成角度地偏移、偏移和/或交错。如本文所述，部分56在平面P2中沿着轴线X6在端部70和端部72之间延伸。部分26和部分56间隔开以形成沿着平面P2的开口59，用于沿平面P1和/或P2以选定的取向安置手术器械。如图11所示，部分56包括表面74，所述表面74限制和/或限定手术器械的移动范围，以促进手术器械沿着平面P1的选择性取向和定位。开口58、59被安置成连通以促进手术器械沿平面P1、P2的移动。

在一些实施例中，臂18的全部或仅一部分可具有各种截面构造，例如，弓形、圆柱形、椭圆形、矩形、多边形、波形、不规则、均匀、不均匀、一致、可变和/或U形。在一些实施例中，表面62和/或表面76可具有替代的表面构造，例如，粗糙的、波形的、多孔的、半多孔的、凹陷的、抛光的和/或纹理化的。

刀片14包括构件80。构件80与臂16、18的端部22、52连接。构件80用臂16、18安置，以相对于手术部位以选定取向支撑、定位手术器械、限制和/或限定手术器械的移动范围。构件80包括具有弓形构造的表面82。表面82在端部22、52之间以凸面构造弯曲，使得表面82提供身体组织的解剖释放。在一些实施例中，表面82促进牵开器12向患者身体B中邻近工作手术区域的插入的增加。在一些实施例中，表面82被配置为用于相对于患者身体B插入而不撞击小面或横突。表面82包括横向于表面82延伸的多个齿84，如图10所示。齿84被配置为促进组织的捕获和/或分离。构件80包括邻近表面32、62安置的表面86，以相对于手术部位以选定取向支撑手术器械、限制和/或限定手术器械的移动范围。

表面32、44、62、74和/或86限制和/或限定手术器械的移动范围，以促进手术器械例如在沿平面P1的开口58、59内相对于椎骨组织沿着向头-向尾方向的选择性取向和定位。举例来说，手术器械的工作端部与椎骨组织接合并固定。在一些实施例中，手术器械的手柄端部可相对于椎骨组织沿平面P1在0至60度的角度范围内移动。在一些实施例中，手术器械可相对于椎骨组织沿平面P1在0至20度的角度范围内移动。手术器械与表面32、44、62、74和/或86的接触通过平面P1中的角度范围限制手术器械的移动和/或旋转范围。

表面46和/或86限制和/或限定手术器械的移动范围，以促进手术器械在沿平面P2的开口58、59内相对于椎骨组织沿例如内侧-外侧方向的选择性取向和定位。举例来说，手术器械的工作端部与椎骨组织接合并固定。在一些实施例中，手术器械的手柄端部可相对于椎骨组织在平面P2内在0至40度的角度范围内移动。在一些实施例中，手术器械可相对于椎骨组织在平面P2内在0至30度的角度范围内移动。手术器械与表面46、86的接触通过平面P2中的角度范围限制手术器械的移动和/或旋转范围。

端部40、70包括沿着表面46延伸的配合部分90。部分90包括限定开口94的表面92。开口94被配置为用于安置牵开齿条100的凸出部196，如图1所示。

在一些实施例中，如图12所示，臂16包括表面530，所述表面530限定开口532和开口534。通道536在开口532、534之间延伸。通道536被配置为用于安置光源700，如图13所示。光源700被引导通过通道536以向手术部位处的工作空间提供光。

臂18包括表面630，所述表面630限定开口632和开口634。通道536在开口632、634之间延伸。通道536被配置为用于安置光源700，如本文所述。

部分26和部分56各自包括凸缘，例如钩650，如图12所示。钩650被配置为促进从光源700延伸的延伸部和/或缆线702的组构。在一些实施例中，钩650被配置为抵抗和/或防止缆线702妨碍手术部位的可视化和/或在工作空间中操作的能力。

刀片14附接有用于相对平移以间隔开组织的齿条100。在一些实施例中，齿条100上的棘轮机构被配置为促进组织牵开。刀片14附接有齿条100，使得刀片14可相对于与手术程序相关的齿条100、固定手术设备和/或患者身体B向一个或多个取向在一个或多个自由度上移动。在一些实施例中，刀片14相对于齿条100、固定手术设备和/或患者身体B向一个或多个取向的移动自由度可包括一个或多个平移移动度、一个或多个旋转移动度、平面移动(如四连杆机构)、球形移动(如多轴和/或联合部或连杆，如移动链)。在一些实施例中，平移移动度可包括向上、向下、向左、向右、向前和/或向后。在一些实施例中，旋转移动度可包括在一个或多个方向上的倾斜、回转和/或枢转。在一些实施例中，刀片14可相对于齿条100、固定手术设备和/或患者身体B独立且选择性地移动。在一些实施例中，一个或多个刀片14可与齿条100附接。

在一些实施例中，牵开器12可与各种手术器械，例如驱动器、延伸器、渐缩器、扩张器、牵引器、夹具、镊子、升降器和钻机一起采用，其可替代地设定大小以及标定尺寸，并且布置为试剂盒。在一些实施例中，手术系统10可包含使用显微手术和图像引导技术，例如，采用发射器和传感器的手术导航部件，其可用于跟踪导入和/或将包括手术器械的手术系统10的部件递送到手术部位。参见，例如，如美国专利第6021343号、第6725080号、第6796988号中描述的手术导航部件以及其用途，这些参考文献中的每一个的全部内容以引用的方式并入本文中。

在组装、操作和使用中，类似于本文所述的系统和方法的手术系统10采用手术程序用于治疗影响患者的脊柱区段的脊柱病症，如本文中所描述的那些病症。手术系统10也可与其它手术程序一起采用。在一些实施例中，手术系统10用于相对于患者身体B植入如骨紧固件、杆、椎体间装置和板的部件。

在将身体安置在选定取向的情况下，例如对于用于对侧减压和椎间盘切除术的中线后路TL手术方法，医学从业者在包括软组织和/或肌肉的组织中作出和/或创建切口，以接近包括椎骨V的患病椎骨层的手术部位。操纵组织以将组织间隔开邻近切口。

如本文所述，相对于用于间隔组织的切口安置手术牵开器12。模块112、112a与齿条100连接。凸缘120、122与凸缘136、138、140连接以形成摩擦配合接头128，如本文所述。凸缘120a、122a并与凸缘136a、138a、140a连接以形成摩擦配合接头128a，如本文所述。凸缘176、180与凸缘190、192、194连接以形成接头182，如本文所述。凸缘176a、180a与凸缘190a、192a、194a连接以形成接头182a，如本文所述。

如本文所述，刀片14、14a与凸出部196、196a连接。刀片14、14a是相对可移动的，并且被配置为用于围绕椎间间隙经由枢转接头150、150a依次插入，如本文所述。

表面280、280a被定位成提供解剖释放，并允许刀片14、14a安置在工作手术区域中，而不撞击小面或横突，如本文所述。如本文所述，刀片14、14a由齿条100操纵以相对于椎骨移动。

开口59取向在沿椎骨V的向头-向尾方向安置的平面P2中，并且开口58取向在沿相对于椎骨的内侧-外侧方向安置的平面P1中。手术器械500通过开口59和开口58插入，如图16所示。

在一些实施例中，手术器械500包括导航部件502，如图14所示。手术器械500被配置为用于安置成邻近手术部位，使得导航部件相对于传感器阵列504取向，如图14所示，以促进在手术程序期间在导航部件502和传感器阵列504之间进行通信，如本文所述。导航部件502被配置为生成表示手术器械500相对于组织的位置的信号。手术系统10的包括射线可透材料的部件在所提供的图像上保持相对不可见，并且网格元件可通过刀片14、14a定位，如图15所示。

在一些实施例中，传感器阵列502接收来自的信号，以提供手术器械500相对于组织的三维空间位置和/或轨迹。生成数据用于在监视器508上显示图像。在一些实施例中，传感器阵列504接收信号，以提供手术器械500相对于组织的位置的视觉表示。参见，例如，如美国专利第6,021,343号、第6,725,080号、第6,796,988号中所描述的类似的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都通过引用并入本文。

手术导航系统被配置为用于获取和显示医学成像，例如，适合于给定手术程序的x射线图像。在一些实施例中，收集预先获取的患者的图像。在一些实施例中，手术导航系统可以包括由在美国科罗拉多州路易斯维尔(Louisville,Colo.,USA)具有营业地的美敦力导航公司(Medtronic Navigation,Inc.)销售的O形臂

成像装置68。

手术导航系统跟踪系统510，例如，包括光学定位器的光学跟踪系统，例如，传感器阵列504和/或可以包括EM定位器的EM跟踪系统。在一些实施例中，EM跟踪系统可以包括在科罗拉多州路易斯维尔具有营业地的美敦力导航公司销售的

AXIEM^TM导航系统。美国专利第8,057,407号、第5,913,820号、第5,592,939号中也公开了示例性跟踪系统，这些参考文献中的每一个的全部内容均通过引用并入本文。

在一些实施例中，手术器械500被配置为用于与端部执行器520一起使用。末端执行器520包括通道，所述通道被配置为用于使手术器械500的部件和/或脊柱构造物部件通过，如本文所述。机器人臂524包括位置传感器(未示出)(类似于本文中所引用的那些)，所述位置传感器测量、采样、捕获和/或识别端部执行器520在三维空间中的位置数据点，以用于手术器械500和脊柱构造物的部件与选定的椎骨层的无线引导插入。在一些实施例中，包含轴向轨迹引导件的套筒与机器人臂524连接。在一些实施例中，机器人臂524的位置传感器与手术导航系统结合采用，以测量、采样、捕获和/或识别与手术治疗相关的端部执行器520的位置数据点，如本文所述。位置传感器用机器人臂524安装，并且被校准以测量端部执行器520在三维空间中的位置数据点，所述位置数据点被传送到手术机器人引导系统的部件。参见，例如，美国专利第8,571,638号中描述的手术机器人引导系统和方法，所述专利的内容在此通过引用并入本文。

例如，手术导航系统相对于机器人的位置配准患者的解剖结构，所述机器人的位置包括机器人的末端执行器520的位置，使得机器人臂524相对于机器人的基座延伸并移动以辅助手术程序。患者解剖结构和机器人可以各自具有参考标记，这些参考标记可以通过手术导航系统看到。如本文所述，与患者解剖结构的成像相结合并且与手术机器人引导系统和/或手术导航系统一起存储，这使得能够相对于机器人的位置配准患者解剖结构。包括射线可透材料的手术系统10的部件在配准期间提供的图像上保持相对不可见。网格元件可以通过刀片14、14a定位。

如本文所述，当操纵手术器械500时，与表面32、44、62、74和/或86的接触限制和/或限定手术器械的移动范围，以促进手术器械500在开口59和开口58内在向头-向尾方向(如通过图16中的箭头A所示)上的选择性取向和定位。

当操纵手术器械500时，与表面46和/或86的接触限制和/或限定手术器械500在开口59和开口58内在内侧-外侧方向(如通过图16中的箭头B所示)上的移动范围。手术器械500可相对于椎骨V沿着椎骨V的内侧-外侧方向在0至30度的角度范围内移动。手术器械500可相对于椎骨V沿着椎骨V的向头-向尾方向在0至20度的角度范围内移动。

手术器械500和图像引导件相对于传感器取向，以传送表示刀片14、14a的位置的信号。提供跟踪装置并且包括传感器，所述传感器接收信号，并且与处理器通信，以生成用于显示来自监视器的图像的数据，所述图像表示刀片14、14a相对于组织的位置。在一些实施例中，机器人臂的末端执行器与刀片14、14a一起定位以将手术器械500引导到手术部位中。

在一些实施例中，在椎骨V中邻近椎间间隙制有导向孔等，用于接收骨紧固件和/或附接可包括杆和板的脊柱构造物。插入件与植入物和/或脊柱构造物附接，用于邻近手术部位进行递送，以邻近椎骨层的一个或多个椎骨和/或椎间间隙植入。

在完成程序后，如本文所述，移除手术系统10的手术器械、组件和非植入部件，并且闭合(一个或多个)切口。手术系统10的部件中的一个或多个可由射线可透材料(如聚合物)制成。可包括不透射线标记用于x射线、荧光检查、CT或其它成像技术的识别。在一些实施例中，借助于手术系统10，可采用如本文所述的手术导航、显微手术和图像引导技术的使用来接近、观察和修复脊柱退化或损伤。在一些实施例中，手术系统10可包括植入物和/或脊柱构造物，其可包括与单个椎骨层或多个椎骨层一起使用的一个或多个板、杆、连接件和/或骨紧固件。

应理解，可对本文公开的实施例进行各种修改和/或组合。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。本领域技术人员可设想在本文随附权利要求书的范围和精神内的其他修改。

Claims (20)

1.一种手术牵开器，其包含：

限定纵向轴线的零件；

与所述零件连接的第一射线可透刀片；

与所述零件连接的第二射线可透刀片，所述刀片可相对于所述零件独立地平移；并且

所述刀片中的至少一个包括通过构件连接的间隔开的臂，所述构件和所述臂相对地安置成一种构造，所述构造用于相对于手术部位以选定取向引导至少一个手术器械。

2.根据权利要求1所述的手术牵开器，其中所述臂包括与所述零件连接的第一部分和可与组织接合以限定邻近脊柱的开口的第二部分。

3.根据权利要求2所述的手术牵开器，其中所述第二部分相对于所述第一部分以有角度的取向安置。

4.根据权利要求2所述的手术牵开器，其中所述第一部分限定第一平面，并且所述第二部分限定相对于所述第一平面以垂直取向安置的第二平面。

5.根据权利要求2所述的手术牵开器，其中所述零件包括延伸部，所述延伸部连接到所述第一部分，使得所述延伸部相对于所述开口偏移。

6.根据权利要求1所述的手术牵开器，其中所述零件包括齿轮齿条。

7.根据权利要求1所述的手术牵开器，其中所述零件包括棘轮，所述棘轮防止所述刀片中的至少一个相对于所述零件在第一方向和第二方向上移动。

8.根据权利要求1所述的手术牵开器，其中所述零件包括至少一个锁以相对于所述第二刀片选择性地安置所述第一刀片。

9.根据权利要求1所述的手术牵开器，其中所述零件包括可与所述臂的配合表面接合的延伸部，所述延伸部限定轴线。

10.根据权利要求9所述的手术牵开器，其中所述刀片可相对于所述轴线旋转。

11.根据权利要求9所述的手术牵开器，其中所述刀片可相对于所述轴线旋转到选定角度，角度范围为约0度至约25度。

12.根据权利要求9所述的手术牵开器，其中所述延伸部包括锁以相对于所述轴线以选定取向安置所述刀片。

13.根据权利要求1所述的手术牵开器，其中所述刀片中的至少一个包括碳纤维。

14.根据权利要求1所述的手术牵开器，其中所述零件中的至少一部分包括碳纤维。

15.一种手术牵开器，其包含：

限定纵向轴线并包括第一延伸部和第二延伸部的齿条，所述延伸部可相对于所述齿条独立地移动；

与所述第一延伸部连接并且可相对于所述第一延伸部旋转的第一射线可透刀片；和

与所述第二延伸部连接并且可相对于所述第二延伸部旋转的第二射线可透刀片，所述刀片可相对于所述零件独立地平移，

所述刀片中的每一个包括通过构件连接的间隔开的臂，所述构件和所述臂相对地安置成一种构造，所述构造用于相对于手术部位以选定取向引导至少一个手术器械。

16.根据权利要求15所述的手术牵开器，其中所述第一刀片的所述臂包括与所述第一延伸部连接的第一部分和可与组织接合以限定邻近脊柱的开口的第二成角度部分，并且所述第二刀片的所述臂包括与所述第二延伸部连接的第一部分和可与组织接合以限定所述开口的第二成角度部分。

17.根据权利要求16所述的手术牵开器，其中所述延伸部可相对于所述齿条独立地平移并连接到所述第一部分，使得所述延伸部可相对于所述开口以偏移的取向安置。

18.一种手术系统，其包含：

手术牵开器，所述手术牵开器包括：限定纵向轴线的零件、与所述零件连接并且可相对于所述零件独立地平移的第一射线可透刀片和第二射线可透刀片，所述刀片中的至少一个包括通过构件连接的间隔开的臂，所述构件和所述臂相对地安置成一种构造，所述构造用于相对于手术部位以选定取向引导至少一个手术器械；

引导构件，所述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为用于安置所述至少一个手术器械的腔，所述图像引导件相对于传感器取向以传送表示所述引导构件的位置的信号；和

跟踪装置，所述跟踪装置包括传感器，所述传感器接收所述信号并且与处理器通信，以生成用于显示来自监视器的图像的数据，所述图像表示所述引导构件相对于组织的位置。

19.根据权利要求18所述的手术系统，其中所述引导构件包括机器人臂的端部执行器。

20.根据权利要求18所述的手术系统，其进一步包含与固定表面和所述零件连接的适配器，所述适配器是可移动的以相对于所述固定表面以选定取向安置所述零件。

Images