CN112469321A - 半透明照明内窥镜探针 - Google Patents

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Abstract

一种照明半透明内窥镜探针系统，包括柄部和用于进入并穿过硬组织和/或骨组织的刚性细长主体，并且包括定位在所述柄部的远侧并邻近包括透明驱动头的远侧端头定位的整合的摄像头和光源。所述系统在进入并穿过组织时在所述远侧端部处提供实时可视化。

Description

半透明照明内窥镜探针
相关申请
本申请依据美国法典第35篇第119条(e)款要求2018年8月9日提交的美国临时申请序列号62/716,677和2018年12月14日提交的美国临时申请序列号62/779,902的权益，所述申请的整体以引用方式并入本文。
背景技术
仪器和植入物在人体组织内的放置会带来各种挑战。无论需要穿透骨还是需要穿透不同类型的软组织，通常都需要可视化。存在一旦完成组织进入后就提供可视化的腹腔镜装置和系统的许多实例。但是，缺乏可用技术来允许在管腔内系统的环境之外实时可视化进入组织，诸如胃肠系统和脉管系统。特别是，在穿透骨时或在穿透器官与骨之间的软组织、半软组织和结缔组织时，可视化的选项很少。一个这样的实例包括穿透骨以放置螺钉，诸如椎弓根在脊椎骨中的穿透。另一个实例是穿透到Kambin三角中以用于通过孔椎间孔入路进入椎间盘，从而保留椎旁肌肉和小关节。
关于可视化将是有益的第一实例，对于大多数不涉及前路进入脊柱的脊柱融合手术，需要穿透椎骨的椎弓根。椎弓根是从椎骨的后部突出的细密茎状结构，并且每个椎骨有两个与其他结构相连的椎弓根。由于椎弓根是脊柱附接的最强点，因此可在不破坏骨与金属连接的情况下对脊柱施加很大的力。为了插入椎弓根螺钉，需要将一根细长的金属探针插入穿过椎弓根并插入椎体中，从而形成用于接纳螺钉的孔。常规的椎弓根探针可以是直的或弯曲的，并且包括在近侧端部上具有扩大的握把的细长的实心金属轴。探针可具有适于形成穿过椎弓根的孔的成形的远侧端部，或者可首先使用单独的尖钻或扩孔钻形成穿过椎弓根的孔，然后将探针插入椎弓根的松质骨中并插入椎体以便为螺钉开发路径。现有技术中已知多种探针，包括所谓的变速椎弓根探针和Fox椎弓根探针。变速探针在其近侧端部上具有一个圆头，而Fox探针在其近侧端部上具有一个扁平的盘形头。
用于近似或模拟螺钉放置的常规方式是间接的，并且包括荧光镜引导和无框架立体定向引导。椎弓根和周围重要结构的近似值是在手术前通过所做的CT扫描或MRI获得的。常规探针的适当定位在一定程度上取决于触觉感觉。例如，探针的前进应当平稳且一致。突然的下落提示从侧面脱离椎弓根，而阻力增大则表明抵靠椎弓根或椎体皮质。这些常规方式需要陡峭的学习曲线，并且对探针的不当或不准确的操纵以及对椎弓根螺钉的不当或不准确的放置会导致尾侧或内侧穿透椎弓根皮质以及硬脑膜或神经损伤。另外，对于常规的椎弓根探针，没有直接的方式来确认孔形成在椎弓根内并且螺钉将完全放置在椎弓根内部。如果螺钉的一部分放置在椎弓根的外部，则可能损坏周围结构。螺钉放错位置可能会导致神经根损伤、硬膜外血管损伤或脊髓液漏出。
因此，需要一种用于插入椎弓根螺钉的系统和方法，所述系统和方法消除了现有技术的猜测和容易出错的方式，并在外科手术期间确认椎弓根探针处于正确位置，以形成用于适当放置椎弓根螺钉的孔。
此外，关于用于通过Kambin三角进入组织的第二实例，尽管组织的抵抗力不如椎弓根骨，但是它的抵抗力对于柔性的窥镜系统而言实在太大，因此不适合使用更常规的腹腔镜，这些腹腔镜中的任一种仅在进入标组织后才有用。因此，需要一种系统和方法，所述系统和方法能够在组织被穿透时可视化，并且能够穿透组织同时引导外科医生避开神经和其他敏感结构。更一般地，需要一种内窥镜系统，所述内窥镜系统向外科医生提供对体内部位，特别是在穿过诸如骨的实体组织形成的通路内以及在骨组织内或邻近骨组织的空隙空间中的部位的实时直接可视化。
发明内容
本发明总体涉及外科器械。更具体地，本发明涉及一种用于组织中以在组织内实时可视化的组织穿透半透明照明内窥镜探针。在一些实例中，可在任一个或多个解剖空间内使用根据本公开的本发明的组织穿透半透明照明内窥镜探针来实现可视化，所述解剖空间例如包括组织中的开放空间、骨中的通路(形成通路之后或同时)、两个椎骨之间的椎间盘空间内、关节软骨空间内、除骨之外的其他实体组织内、诸如Kambin三角(位于腰椎背外侧椎间盘之上的三维解剖学直角三角形和用于到达脊柱的公共进入通路)的空间中和其他解剖空间中。
在一些特定实施方案中，本发明涉及一种组织穿透半透明照明内窥镜探针(“探针”)，所述探针穿过一般的实体组织(诸如骨)，并且在一些特定的用途中，用于穿过骨(诸如椎骨椎弓根)，为插入椎弓根螺钉做准备。在一些实施方案中，本发明涉及一种能够穿透皮质骨或前进穿过松质骨或这些的组合的探针。在又其他实施方案中，探针适于穿透组织(诸如肌肉和结缔组织)，而无需切割和/或烧灼器械。
在一个实施方案中，提供了一种照明半透明内窥镜探针系统，其包括柄部和用于进入和穿过硬组织和/或骨组织的刚性细长主体，并且包括定位在所述柄部的远侧并邻近包括透明驱动头的远侧端头定位的整合的摄像头和光源。所述探针系统包括可滑动接合的部件，所述可滑动接合的部件中的一个或多个包括可独立操作或可接合以进行协调操作的近侧柄部。在另一个实施方案中，所述探针包括近侧柄部和远侧锥形端头以及位于所述柄部与所述端头之间的主体。
根据一个特征，所述探针包括至少一个光源，以使所述探针的使用者能够看到所述探针端头插入其中的区域。而且，所述探针包括定位在所述探针主体内的近侧或远侧的至少一个摄像头。在一些特定实施方案中，摄像头和照明装置被定位在远侧并且在所述探针内定位在细长轴线中心处，或者从所述轴线侧向定向并指向所述远侧端部以使得当所述探针在组织中向前移动时能够在远侧端头处实时可视化。根据实施方案，摄像头和灯被整合并且在所述穿透探针内邻近透明驱动头定位在远侧。所述驱动头的透明度足以使得来自光源的光通过，以引导并在远侧端部处提供照明并通过摄像头可视化。在一些实施方案中，沿着所述探针的至少一部分和用于定位在远侧端头的近侧和上方的位置处的一个或多个摄像头的保持器的透明度可提供所述探针和所述探针的远侧端部处的周围组织的另外的可见性。根据其他特征，探针任选地可包括在其远侧端部上的可移除端头、用于扩孔到骨中的远侧切割特征以及冲洗和抽吸能力中的一种或多种中的任一者或多者。
附图说明
当结合附图考虑时，本发明的前述以及其他目标和优点从以下具体实施方式中显而易见，在附图中，贯穿若干视图，相同的附图标记指示相同的部分，并且在附图中：
图1是根据本公开的本发明的照明半透明内窥镜探针的示意性透视图，其在椎骨的背景下并且具体参考椎弓根(P)来表示；
图2是图1所描绘的本发明的照明半透明内窥镜探针的正面侧视图，其中探针的一部分相对于图1以特写示出；
图3是图2所示的本发明的照明半透明内窥镜探针的侧面横截面透视图，横截面图沿着探针的纵向轴线；
图4是本发明的照明半透明内窥镜探针的主体中的跨纵向轴线的横截面图，其示出中心和周边空隙；
图5是穿过本发明的照明半透明内窥镜探针的替代实施方案的主体的跨纵向轴线的横截面图，其示出中心和周边空隙；
图6是本发明的照明半透明内窥镜探针的端头部分中的跨纵向轴线的横截面图，其示出中心直通通道；
图7是根据本公开的本发明的组织穿透半透明照明内窥镜探针系统的示意性透视图，其在椎骨的背景下并且具体参考椎弓根来表示；
图8是图7所描绘的本发明的探针系统的分解透视图；
图9是图7所描绘的本发明的探针系统的外进入插管部件的透视图；
图10是图7所描绘的本发明的探针系统的外穿透插管部件的透视图；
图11是图7所描绘的本发明的探针系统的具有整合的摄像头和灯部件的窥镜的透视图；并且
图12是图7所描绘的本发明的探针系统的远侧端头部分中的跨纵向轴线的横截面图；
图13是图7所描绘的本发明的探针系统的穿透插管和透明驱动头部件的放大分解透视图；
图14是本发明的探针系统的穿透插管和透明驱动头部件的替代实施方案的放大透视图；
图15是图14所描绘的本发明的探针系统的远侧端头部分中的跨纵向轴线的放大横截面图；
图16是图14所描绘的本发明的探针系统的外进入插管、穿透插管和透明驱动头部分的放大侧面透视图；
图17是具有整合的摄像头和灯的窥镜的远侧端头的放大透视图；
图18是本发明的探针系统的穿透插管和透明驱动头部件的替代实施方案的放大透视图；
图19是图18所描绘的本发明的探针系统的远侧端头部分中的沿着纵向轴线的横截面图；并且
图20是图18所描绘的本发明的探针系统的外进入插管、穿透插管和透明驱动头部分的放大侧面透视图。
具体实施方式
根据本公开，提供了一种组织穿透半透明照明内窥镜探针，所述探针的基本特征大体与常规探针(诸如用于穿透骨组织的探针)一致。因此，照明半透明内窥镜探针包括常规特征，所述常规特征包括柄部、主体和穿透端头。作为参考系，代表性的常规探针是常规的Fox椎弓根探针，其具有在其近侧端部上直径为约两英寸的盘形头，并且具有从其一侧的中心突出的细长的实心金属轴。轴的远侧端部上的直径减小的端头被构造来充当扩孔钻，即，它可具有如在钻头上发现的槽式构型。在使用时，外科医生将盘形头放置在他或她的手掌中，其中轴向前延伸。然后，在使探针围绕轴的纵向轴线来回旋转时将端头推靠在椎弓根上，以在椎弓根中形成一个孔，以用于接纳椎弓根螺钉。
根据各种实施方案，本公开的组织穿透半透明照明内窥镜探针系统包括以下特征：当组织穿透半透明照明内窥镜探针系统移动穿过组织时能够直接在其远侧端部处可视化。将了解，尽管本公开仅以实例的方式提供了在脊柱(并且特别是进入椎骨的椎弓根)的外科手术的背景下的本发明的组织穿透半透明照明内窥镜探针系统的使用，但本公开扩展到任何其他组织中，在所述任何其他组织中进入体内的空间以用于外科检查或干预的。在一些特定实施方案中，本公开提供了一种组织穿透半透明照明内窥镜探针系统，其特别适合于穿过实体组织特别是骨组织并且在其中可视化。在一些其他实例中，组织穿透半透明照明内窥镜探针系统可用来在两个椎骨之间的椎间盘空间内、在关节软骨(jointarticular)空间内、在除骨之外的其他实体组织内、在诸如Kambin三角(位于腰椎背外侧椎间盘之上的三维解剖学直角三角形和用于到达脊柱的公共进入通路)的空间中和在其他解剖空间中可视化。
现在参考的图1至图20示出本发明的各种实施方案，并且组装它们的方式各自根据附图和本文所提供的附图标记的关键，相同的附图标记指代相同的部件。
现在参考附图，在一些实施方案中，在图1至图6中示出根据本公开的本发明的照明半透明内窥镜探针。
如图1所示，在一些实施方案中，本发明的照明半透明内窥镜探针10至少部分地由透明聚合物、透明玻璃或玻璃状材料形成。特别地，照明半透明内窥镜探针10的至少一部分由这种透明聚合物、透明玻璃或玻璃状材料形成。如下文进一步描述的，照明半透明内窥镜探针10包括至少一个光源，以使得使用者能够看到探针被插入其中的区域。而且，照明半透明内窥镜探针10包括定位在近侧以使得当探针在组织中向前移动时能够实时可视化的照明装置和至少一个摄像头。探针沿着其长度的至少一部分是透明的，透明度足以使得来自定位在近侧的光源的光穿过，以在远侧端部22处引导并提供照明。同样地，沿着探针的至少一部分的探针透明度足以使得定位在近侧位置处并且在远侧端部22上方的一个或多个摄像头能够提供其和周围组织的图像。根据其他特征，探针任选地可包括在其远侧端部上的可移除端头、用于扩孔到骨中的远侧切割特征以及冲洗和抽吸能力中的一种或多种中的任一者或多者。
再次参考图1，在脊柱解剖结构即椎体的椎弓根(P)的背景下示出根据本公开的本发明的照明半透明内窥镜探针10。如图所示，照明半透明内窥镜探针10包括终止于远侧锥形端头22中的远侧端部20、近侧柄部60、位于柄部60与端头22之间的主体40。如图所示，照明半透明内窥镜探针10邻近近侧柄部60包括歧管30，所述歧管30具有可容纳各种输入和输出的管线52、54，所述输入和输出诸如光纤照明装置、一个或多个摄像头、流入和流出的流体、排气以及神经监测/神经刺激电极中的一者或多者。将了解，所描绘的歧管30和柄部60本质上是示意性的，并且其他特征、形状和构型也是可能的，并且所示的特征绝不意图限制本发明的照明半透明内窥镜探针10。
现在参考图2至图6，示出照明半透明内窥镜探针10的远侧端部20和主体40的至少一部分的替代视图。如图3中的横截面图所示，照明半透明内窥镜探针10包括从主体40的近侧部分延伸并穿过远侧端头22的中心直通通道100。通道100的形状和大小被设定成能够使工具或器械通过，诸如通常用于各种外科手术的K针(克氏针)或其他引导管线或线。照明半透明内窥镜探针10还包括在主体40的一部分内但不在照明半透明内窥镜探针10的远侧端部20内的周边空隙200，所述周边空隙200从主体40的近侧部分延伸并且在主体40内终止于邻近远侧端部20的近侧部分的点处。
再次参考图4至图6，跨纵向轴线的横截面的替代视图示出照明半透明内窥镜探针10的主体40和远侧端部20。现在参考图6，在远侧端部20的横截面图中示出中心直通通道100。现在参考图4和图5，示出周边空隙200的替代实施方案。在图4中，周边空隙200被示出为限定在界定中心直通通道100的内壁110与单个外壁210之间的单个周向周边空隙200，周边空隙200从主体40的近侧部分延伸并且邻近远侧端部20的上部(近侧)部分终止。如图所示，周边空隙200在底部变成弯曲状基部，在替代实施方案中，所述基部可具有非弯曲的形状，并且可以是圆锥形的、平面的或者可具有邻近内壁110和外壁210中的每一者的方形或倒圆拐角。
现在参考图5，示出周边空隙200的替代实施方案，周边空隙200由六个离散的楔形通道200'形成并且由内壁210'限定。将了解，在又其他实施方案中，中心直通通道100可具有非圆柱形的形状，并且可位于中心，但不一定位于照明半透明内窥镜探针10本身的中心内。此外，主体40中的一个或多个可具有非圆柱形的形状，并且远侧端部20可同样具有非圆柱形的形状并且终止于圆柱形或圆锥形的端头中。更进一步，周边空隙200可由不与中心直通通道100同心布置的一个或多个离散通道形成。而且，周边空隙200可由一个、两个、三个或更多个离散通道形成。因此，在替代实例中，周边空隙200可由两个或更多个卵形、圆形或肾(肾脏)形通道形成。而且，在又一实例中，周边空隙200可包括两个或更多个通道，所述通道中的一个或多个可终止于沿着照明半透明内窥镜探针10的长度的一定位置处，所述位置不同于一个或多个其他通道的终止点。而且，在各种实施方案中，周边空隙200特征中的一个或多个可包括可进一步限定周边空隙200及其末端的厚度和光学特性。
在一些替代实施方案中，周边空隙200可包括一个或多个周边空隙通道200'。在一些替代实施方案中，周边空隙通道200'在两个端部上可以是开放的(即，通过通道)，其中周边空隙200或空隙通道200'的远侧端部是开放的以通向照明半透明内窥镜探针10的外壁。根据一些此类实施方案，照明半透明内窥镜探针10还包括呈透镜或防护装置形式的一个或多个另外的部件。根据此类实施方案，透镜或防护装置由透明聚合物、透明玻璃或玻璃状材料形成，而主体40的包含周边空隙200的部分可由透明聚合物、透明玻璃或玻璃状材料形成或由另一种不透明的材料形成。
根据各种实施方案，照明半透明内窥镜探针10包括部署在周边空隙200内的照明装置和摄像头特征中的一者或多者。主体40的相对较大的周向(特别是在包含周边空隙200的区域内)使得能够将照明装置和摄像头定位在照明半透明内窥镜探针10的远侧端部20上方并且指向照明内窥镜探针10的远侧端部20。可基于用于形成主体40和远侧端部20的材料的光学特性及其长度来选择照明装置和摄像头部件的数量、布置和其他特征，以便在使用照明半透明内窥镜探针10时提供对远侧端头22和周围组织的期望可视化。
再次参考图2和图3，远侧端部20包括区域，所述区域贯穿其长度的一部分具有基本上均匀的直径并且在远侧端头22处以端头面23终止。在所描绘的实施方案中，主体40的直径大于远侧端部20的直径，并且主体40与远侧端部20之间的过渡被示出为平缓锥度。将了解，主体40与远侧端部20之间的过渡的性质可更突然或可更平缓。在一些实施方案中，照明半透明内窥镜探针10的主体40和远侧端部20是一体的并且由相同的材料(诸如透明聚合物、透明玻璃或玻璃状材料)形成。
在其他实施方案中，仅远侧端部20或主体40和远侧端部20的一部分形成为可附接到主体40的单独部分。在一个这种实例中，参考图3，远侧端部20可在接头24处与主体40的远侧部分接合。根据又其他实施方案，接头24可位于更近侧并且在主体40与远侧端部20之间的接合处，并且在周边空隙200下方(即，不横切)，或者在主体40内并且横切周边空隙200。如所描绘的，可移除远侧端部20通过接头24的任选特征使得能够在以下情况下进行更换：远侧端头22由于诸如骨的磨损而损坏、被遮挡，或者需要更换以在远侧端头22处提供其他特征。在一些实施方案中，接头是鲁尔锁，并且主体和可拆卸端头中的每一者包括可接合的鲁尔锥和锁。在一些实施方案中，可拆卸端头和主体中的每一者包括互补螺纹。
在一些实例中，远侧端部20沿着其长度的至少一部分的直径与要插入由照明半透明内窥镜探针10形成的孔中的椎弓根螺钉的直径大约相同或略小于所述椎弓根螺钉的直径，并且将形成具有均匀直径的细长孔，以用于与插入孔中的螺钉牢固地接合。在一些实施方案中，照明半透明内窥镜探针10适于穿透硬皮质骨组织，例如椎骨椎弓根的硬皮质骨组织，以形成用于接纳椎弓根螺钉的孔。根据此类实施方案，端头具有用于充当扩孔钻以有助于探针穿过硬骨组织的硬度和构型。根据此类实施方案，如图所示，端头面23可以是斜面的、平面的或尖的，并且包括增强骨穿透的一个或多个表面纹理特征，此类特征选自例如滚花、毛刺、开槽和齿。
在一些替代实施方案中，远侧端头22适于与可移除帽或套筒接合，所述可移除帽或套筒可由金属或其他材料形成并且包括可为封闭或中空的前部端头，并且包括具有增强骨穿透的结构或特征的前部部分。使用者可选择性地接合可移除帽或套筒，以使得能够穿透皮质骨，然后脱离，以允许照明半透明内窥镜探针10的远侧端部20清晰可见，以便在组织内可视化。将了解，在其他实施方案中，端头面23可以是基本上光滑的并且大体平面的、斜面的或尖的，并且包括可以是倒角的、斜面的、平面的或倒圆的中的一者的边缘。
根据一些实施方案，探针沿着其长度的至少一部分是透明的，透明度足以使得来自定位在近侧的光源的光穿过，以在远侧端部处引导并提供照明。根据一些实施方案，探针包括在其远侧端部上的可移除端头、用于扩孔到骨中的远侧切割特征以及冲洗和抽吸能力中的一种或多种中的任一者或多者。根据一些实施方案，探针包括歧管，所述歧管具有可容纳各种输入和输出的管线，所述输入和输出诸如光纤照明装置、一个或多个摄像头、流入和流出的流体、排气以及神经监测/神经刺激电极中的一者或多者。
再次参考附图，在图7至图20中示出包括组织穿透探针250的本发明的照明半透明内窥镜探针系统310的一个实施方案。穿透半透明照明内窥镜探针系统310的功能的关键是至少外进入插管320和穿透插管330的刚度以及透明驱动头350的透明和穿透性质，这两者相结合提供了穿透并引导穿过由软、骨或结缔组织形成的实体组织所需的机械特征以实现实时可视化。这些特征构成了相对于本领域中的探针的显著且非显而易见的改进，并且首次使得能够实时观察在探针的远侧端头处的、通常未被内腔(诸如在胃肠道和血管系统中)限定的实体组织内的组织的能力。
现在参考图8，组织穿透半透明照明内窥镜探针系统310包括组织穿透探针250，所述组织穿透探针250包括刚性外进入插管320和刚性穿透插管330，所述刚性穿透插管330在其远侧端部332处具有透明的驱动头350并且适于接收窥镜部件340，所述窥镜部件340在一些实施方案中包括具有整合的摄像头和灯的窥镜部件340。根据各种实施方案，如图7和图8所示，刚性外进入插管320、刚性穿透插管330以及具有整合的摄像头和灯部件的窥镜部件340可沿着共同的中心细长轴线相互接合，具有整合的摄像头和灯的窥镜部件340可滑动地接收在刚性穿透插管330内，所述刚性穿透插管330本身可滑动地接收在刚性外进入插管320内。
参考图12和图13，穿透插管330的壁可以是实心的或者可以是开孔的。同样，尽管未示出，但是外进入插管320的壁也可以是实心的或开孔的。在一些实施方案中，开孔可以是狭槽339，如所描绘的，或者它们可具有其他非限制性形状。
现在参考图9至图11，在组装后，组织穿透探针250包括外进入插管320和穿透插管330，其中穿透插管330可滑动地设置在外进入插管320的直通通道327内。在组装后，组织穿透半透明照明内窥镜探针系统310包括组织穿透探针250，其中具有整合的摄像头和灯的窥镜部件340可滑动地设置在穿透插管330的直通通道337内。如图所示，插管320、330的细长刚性外壳325、335的壁可紧密接触。在其他实施方案中，在壁之间可存在间隔，使得直通通道327的直径更接近或远大于穿透插管330的细长刚性外壳325、335的直径。此关系也适合于窥镜接收通道337及其在尺寸上与具有整合的摄像头和灯的窥镜部件340的细长窥镜外壳346的关系。
在各种实施方案中，穿透半透明照明内窥镜探针系统310被适配成具有合适的间隙，以允许流体(液体或气体)在每个部件的细长刚性壳体325、335之间通过，以使得能够在穿透半透明照明内窥镜探针系统310的远侧端部322处递送和去除流体。在一些实施方案中，穿透插管330以及具有整合的摄像头和灯的窥镜部件340中的一者或多者可沿着其外壳335、346的长度的至少一部分在外壁上包括肋或其他形状或纹理(未示出)，所述肋或其他形状或纹理允许流体移动和/或便于滑动接合和脱离，以防止在沿着组装好的穿透半透明照明内窥镜探针系统310的长轴线扭曲或弯曲或在使用时暴露于水分等情况下发生锁定。
参考图11，具有整合的摄像头和灯的窥镜部件340在其近侧端部341处包括引导柄部345，所述引导柄部345可具有适合于抓握的任何构型，包括如图所示的圆柱形形状、或某种其他人体工程学可接受的形状，例如像类似于本文所描绘用于插管320、330的柄部324、334的构型。引导柄部345可包括如图所示的抓握或冲击板343和用于致动照明装置、摄像头或流体中的一者或多者的致动器344。在一些实施方案中，引导柄部345可容纳管理到可包含在其中的摄像头和照明装置的热和电力所需的仪器，并且还可包括用于附接到电源和视频源的布线(未示出)。在主体346的远侧端头处，具有整合的摄像头和灯的窥镜部件340包括照明阵列和摄像头。如图所示，在所描绘的实施方案中，照明阵列348围绕远侧端头347的周边定位，并且摄像头349定位在中心处。当然，将了解，附图描绘了窥镜部件340的照明装置和摄像头的一种可能的机构，例如，采用诸如Medigus LED探针的可商购产品，其是可从以色列Omer的Medigus有限责任公司商购获得的整合的摄像头和照明装置。Medigus LED探针是直径为1.8/2.0mm的刚性内窥镜，其在装置的远侧端头中包括1.2mm的摄像头。所述摄像头配备有高品质的100°/140°视场(FOV)光学器件，并且在装置柄部中定位有大型LED。所述装置具有不锈钢轴，并且照明通过照明光纤穿过轴导向摄像头所位于的装置的远侧端头。LED由视频处理器供电，并且因此，除了监视器之外不需要另外的周边装置。与所述系统一起使用的摄像头的直径仅1.2mm并且长度仅5mm。所述摄像头具有高品质的100°FOV光学器件和带金属连接器的屏蔽摄像头电缆以及视频处理器。将了解，用于照明装置和摄像头的其他构型也是可能的。
再次参考图8至图10，外进入插管320和穿透插管330中的每一者固定到柄部324、334。柄部324、334包括流体歧管端口323、333。柄部324、334在人体工程学上成形为舒适地配合到外科医生或其他使用者的手中。柄部324、334被成形为符合个体的手掌。柄部324、334的形状被设计来用手指围住并抓住，以帮助控制插管320、330。柄部324、334可用于稳定插管320、330，以将流体抽吸或移除导管附接到流体歧管端口323、333或者将插管320、330驱动到组织中。在一些实施方案中，通过仅施加手动压力的使用者对柄部324、334的直接操纵，就可驱动组织穿透探针250穿过骨和/或软组织。如所描绘的，柄部324、334适于接合和锁定。将了解，在一些实施方案中，外插管与内插管之间的接合和锁定特征可通过除近侧端部321之外的手段来实现。例如，各自可在其远侧端部322、332处包括互补特征，以诸如通过卡扣配合、扭转锁定和螺纹接合来接合。
在其他实施方案中，穿透半透明照明内窥镜探针系统310可被完全组装，以使得能够将锤子或其他器械施加到具有整合的摄像头和灯340的窥镜部件340的抓握/冲击板343上。在其他实施方案中，驱动器附接件(未示出)可与组织穿透探针250的部件接合，所述附接件包括抓握/冲击板343特征，以便于用除简单的手动压力之外的力或旋转来驱动器械。外进入插管320适合于使克氏针、K针等通过直通通道327到达手术部位。在一些实施方案中，外进入插管320适合于植入骨中的螺钉或用于操纵手术部位内的组织的另一器械的通过。
现在参考图12，穿透插管330特别地在其远侧端部332处适于与透明驱动头350接合。根据本发明的实施方案，此透明驱动头350具有成型穿透端头352并且由具有机械特性的材料形成，所述机械特性使其能够抵抗断裂、破裂和开裂中的一者或多者，同时提供半透明性和一定程度的光学透明度。适用于此用途的材料的实例包括玻璃、半透明金属陶瓷和聚合物。现在参考图12至图17和图18至图20，透明驱动头350可具有成型穿透端头352，所述穿透端头352是如例如图16所示的圆锥形成型端头358和如例如图18所示的截头圆锥形成型端头458中的一者，其包括作为平面、凸面或凹面中的一者的面。此外，透明驱动头350可具有实心体357或者是实心或中空的并因此具有开放端的中空体457。在一些此类实施方案中，透明驱动头350可包括用于接收具有整合的摄像头和灯远侧端部342的窥镜部件340的窥镜安置凹部354、454。在例如图16所描绘的实施方案中，透明驱动头350具有带有锁定体356的实心体357，所述锁定体356具有大体平面的面，所述平面的面与具有整合的摄像头和灯的窥镜部件340的远侧端部342相对。将了解，当将窥镜邻近所接合的透明驱动头350插入穿透插管330的窥镜接收通道337中时，锁定体356在其与具有整合的摄像头和灯的窥镜部件340的交接处具有其他可能的构型。
在一些实例中，外进入插管320的细长刚性外壳325沿着其长度的至少一部分的直径与要插入由组织穿透半透明照明内窥镜探针系统310形成的孔中的螺钉(例如，椎弓根螺钉)的直径大约相同或略小于所述螺钉的直径，并且将形成具有均匀直径的细长孔，以用于与插入孔中的螺钉牢固地接合。在一些实施方案中，组织穿透半透明照明内窥镜探针系统310适于穿透硬皮质骨组织，例如椎骨椎弓根的硬皮质骨组织，以形成用于接纳椎弓根螺钉的孔。根据此类实施方案，透明驱动头350具有用于充当扩孔钻以有助于探针穿过硬骨组织的硬度和构型。
根据各种实施方案，组织穿透半透明照明内窥镜探针系统还可包括以下功能中的任一者或多者：抽吸、流体(液体和空气)冲洗、通气。在一些实施方案中，此类特征中的一个或多个通过附接到在组织穿透半透明照明内窥镜探针系统的近侧端部处的歧管而被递送，并且可提供此类特征，例如但不限于流动穿过外进入插管的中心直通通道。
本发明的组织穿透半透明照明内窥镜探针为外科医生提供了探针的确切位置的照明的直接视觉指示，并且提供了将体液和碎屑冲洗出要治疗的区域，从而可准确并精确地形成孔。
根据本文的各种实施方案，一个或多个部件可由透明材料形成。在一些实施方案中，透明材料可包括适合于医学应用并且具有一般透明度的常规已知的聚合物材料。在一些实施方案中，特别是对于适合于穿透骨和组织的硬端头部分而言，透明材料可以是透明的氮化铝。例如，材料
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或氮氧化铝是透明的先进陶瓷，所述透明的先进陶瓷是具有立方尖晶石晶体结构的多晶(由粉末制成)。此材料可从马萨诸塞州伯灵顿的Surmet商购获得。表1提供了此材料的特性(如Surmet在URL：surmet.com/technology/alon-optical-ceramics/所描述的)。
表1.
组合物： Al<sub>23-1/3X</sub>O<sub>27+X</sub>N<sub>5-X</sub>
粒度(典型值)： 150-250微米
结构： 立方、尖晶石
密度： 3.696-3.691g/cc
形式： 多晶
熔点： 2150℃
杨氏模量： 323GPa
硬度： 1850kg/mm<sup>2</sup>(努氏压痕，200g)
断裂韧性： 2.0-2.9MPa-m<sup>1/2</sup>
挠曲强度： 380-700MPa
热导率 13W/mK
传输极限： 0.22至6微米
如本文使用，单数形式“一个(种)”和“所述”意欲也包括复数形式，除非上下文明确另外指示。与任何对象结合使用的术语“近侧”是指对象的最接近所述对象的操作者(或某个其他指定的参考点)的部分，并且术语“远侧”是指所述对象的距所述对象的操作者(或某个其他指定的参考点)最远的部分。术语“操作者”意指并且是指向医疗患者递送临床护理(尤其是结合护理递送)的任何专业人员或辅助专业人员。
如本文所用的解剖学引用意图具有医学界所理解的此类术语的标准含义。例如，本申请可包括对以下术语的引用：“向头部”、“颅骨”和“上级”指示朝向头的方向，并且术语“近尾部”和“下级”指示朝向脚的方向。同样地，术语“背侧”和“后侧”指示朝向后方的方向，并且术语“腹侧”和“前侧”指示朝向前方的方向。而且，术语“侧向”指示朝向患者一侧的方向。术语“内侧”指示朝向患者的中线并且远离侧面的方向，术语“同侧”指示朝向靠近操作者或所参考对象的一侧的方向，而术语“对侧”指示朝向远离操作者或所参考对象的一侧的方向。
除非另有指示，否则在本说明书、附图和权利要求书中所使用的所有表达数量、特性等的数字在任何情况下均应理解为被术语“约”修饰。因此，除非另有指示，否则在本说明书和权利要求书中所阐述的数值特性为近似值，其可根据本发明的实施方案中所期望的合适特性而变化。尽管阐述总体发明构思的宽泛范围的数值范围和参数是近似值，但是对在特定实例中所阐述的数值尽可能准确地进行报道。然而，任何数值本身都含有由其相应测量中所见的误差必然引起的某些误差。
如可在本文的示例性技术中描述的对使用放射摄影的可视化的引用仅代表操作者以许多可用方式中的一种使手术视野和患者可视化的选项。本领域普通技术人员将理解，根据手术室中的可用性、操作者的偏好以及与暴露极限有关的其他因素，可以采用可视化的替代装置和替代方式。尽管在技术过程中确认器械放置是适当的，但是相对于所述技术中的步骤顺序的频率和定时可改变，并且本文的描述不意图是限制性的。因此，可从更多或更少的视角收集更多或更少的图像。
普通技术人员将理解，对人体中位置的引用仅代表针对特定外科方法。此外，本文中的所有引用都是在附图中所示的代表性图像的上下文中进行的。根据操作者的偏好，可使用更少或另外的工具(包括通用器械)。此外，本文中对特定器械的引用不意图在可获得一般选项的情况下或根据操作者的偏好来限制使用其他器械的选项。
尽管已经在人类脊柱的背景下描述并在附图中描绘了所公开的实施方案，但是本领域的普通技术人员应当理解，本文的实施方案的所有或各个方面可与其他物种结合使用并且在任何物种内可在身体的期望深度进入组织内的其他部位上使用。
虽然本文在各种示例性实施方案的上下文中描述并说明了总体发明构思的各个发明方面、概念和特征，但是这些各个方面、概念和特征可在许多替代实施方案中单独使用或以其各种组合和子组合使用。除非在本文中明确排除，否则所有此类组合和子组合均意图落入总体发明构思的范围内。更进一步，尽管本文可描述关于本发明的各个方面、概念和特征的各种替代实施方案(诸如替代材料、结构、构型、方法、装置和部件、对于形成、配合和功能的替代等)，但是此类描述并不意图是可用替代实施方案的完整或穷举列表，无论是当前已知的还是以后开发的。
本领域技术人员也可容易地在总体发明构思的范围内将发明方面、概念和特征中的一者或多者用于另外的实施方案和用途中，即使在本文没有明确公开此类实施方案。另外，即使本文可将本发明的一些特征、概念和方面描述为优选的布置或方法，但是除非明确说明，否则这种描述不意图暗示这种特征是所需的或必需的。更进一步，可包括示例性或代表性值和范围以帮助理解本公开；然而，此类值和范围不应以限制性意义来解释，并且仅在明确说明的情况下才意图是临界值或范围。
此外，尽管在本文中可将各个方面、特征和概念明确地标识为本发明的或构成本发明的一部分，但是这种标识并不意图是排他性的，而是可能存在在本文中充分描述的本发明的方面、概念和特征，而未被明确标识为本身或作为特定发明的一部分。除非明确说明，否则示例性方法或过程的描述不仅限于在所有情况下都需要包括所有步骤，并且呈现步骤的顺序也不应解释为是必需的或必要的。

Claims (20)

1.一种照明半透明内窥镜探针，其包括：
(a)组织穿透探针，所述组织穿透探针包括能沿着共同中心细长轴线相互接合的刚性插管部件，所述探针包括：
(i)刚性外进入插管；以及
(ii)刚性穿透插管，所述刚性穿透插管在其远侧端部处包括透明驱动头，以及
(b)窥镜部件；
其中所述刚性外进入插管包括由远侧端头和近侧开口界定并适于可滑动地接收所述刚性穿透插管的内直通通道，并且其中所述刚性穿透插管包括由所述远侧透明驱动头和近侧开口界定并适于可滑动地接收所述窥镜部件的内直通通道。
2.根据权利要求1所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述组织穿透探针的所述部件中的每一个包括用于与使用者的手协作以辅助控制所述部件的近侧柄部。
3.根据权利要求1所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述刚性穿透插管的细长主体和所述透明驱动头中的一者或多者由选自聚合物、玻璃和金属陶瓷玻璃状材料的透明材料形成。
4.根据权利要求1所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述刚性穿透插管的所述细长主体和所述透明驱动头不是一体的，并且可释放地联接。
5.根据权利要求1所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述透明驱动头由选自聚合物、玻璃和金属陶瓷玻璃状材料的透明材料形成。
6.根据权利要求1所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述刚性穿透插管的所述细长主体和所述透明驱动头中的每一者由选自聚合物、玻璃和金属陶瓷玻璃状材料的透明材料形成。
7.根据权利要求6所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述刚性穿透插管的所述细长主体和所述透明驱动头是一体的。
8.根据权利要求3所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述透明材料是金属陶瓷玻璃状材料。
9.根据权利要求8所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述透明材料是氮氧化铝。
10.一种照明半透明内窥镜探针，其包括：
柄部，所述柄部用于与使用者的手协作以帮助控制所述探针；
主体，所述主体具有能与所述柄部接合的近侧端部并且具有从所述柄部延伸到远侧端部的纵向轴线，所述主体包括
中心直通通道，所述中心直通通道从所述主体与所述柄部的接合部延伸穿过所述主体并且延伸到所述远侧端部；
周边空隙，所述周边空隙至少部分地环绕所述中心直通通道，并且延伸到所述远侧端部并邻近所述远侧端部的上部部分终止；
其中所述主体的所述远侧端部和所述主体的靠近所述远侧端部的至少一部分由选自聚合物、玻璃和金属陶瓷玻璃状材料的透明材料形成。
11.根据权利要求10所述的照明半透明内窥镜探针，其中端头具有适于被推动穿过骨的硬度和构型。
12.根据权利要求10所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述主体是圆柱形的，并且所述远侧端部是圆柱形的并终止于截头圆锥形的端头。
13.根据权利要求12所述的照明半透明内窥镜探针，所述探针还包括照明装置和至少一个摄像头，所述照明装置和至少一个摄像头定位在近侧以便在所述探针在组织中向前移动时实现实时可视化。
14.根据权利要求11所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述中心直通通道具有圆柱形的形状。
15.根据权利要求11所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述周边空隙包括限定在界定所述中心直通通道的内壁与外壁之间的单个周向空隙通道。
16.根据权利要求11所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述周边空隙在底部变成弯曲状基部，在替代实施方案中，所述周边空隙能具有非弯曲的形状，并且能是圆锥形的、平面的，或者能具有邻近所述内壁和所述外壁中的每一者具有的方形或倒圆拐角。
17.根据权利要求11所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述周边空隙由各自由内壁限定的两个或更多个离散的周边空隙通道形成。
18.根据权利要求11所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述周边空隙包括不与所述中心直通通道同心布置的一个周边空隙通道或多个离散的周边空隙通道。
19.根据权利要求11所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述周边空隙包括两个、三个或更多个离散的周边空隙通道，并且其中所述周边空隙包括两个或更多个卵形、圆形或肾形的周边空隙通道。
20.根据权利要求11所述的照明半透明内窥镜探针，其中所述透明材料包括氮氧化铝。
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