CN113677280A - 脊柱植入物系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种脊柱植入物模板包括沿近端和远端之间的轴线延伸的轴。接合部分被配置成用于插入患者的椎骨之间。接合部分包括杆，所述杆从远端相对于纵向轴线成锐角延伸，以利于围绕患者的脊髓进入。公开了系统、外科手术器械、脊柱植入物以及方法。
Description
技术领域
本发明总体上涉及用于治疗肌肉骨骼病症的医疗装置，并且更具体地涉及用于治疗脊柱的脊柱植入物系统和方法。
背景技术
脊柱病变和病症(诸如，脊柱侧凸、脊柱后凸以及其它曲度异常、退变性椎间盘疾病、椎间盘突出、骨质疏松、脊椎前移、狭窄、肿瘤以及骨折)可能是由包括创伤、疾病以及由损伤和衰老引起的退变性病症在内的因素引起的。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的症状。
非外科手术治疗(诸如，药物治疗、康复以及锻炼)可能是有效的，但是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融合术、固定术、椎体切除术、椎间盘切除术、椎板切除术以及植入式修复术。在诸如，举例而言，椎体切除术和椎间盘切除术的手术中，可以进行融合术和固定术治疗，它们采用植入物来恢复椎骨的机械支撑功能。本发明描述了对这些现有技术的改进。
发明内容
在一个实施方式中，根据本发明的原理，一种脊柱植入模板包括沿近端和远端之间的轴线延伸的轴。接合部分被配置成用于插入患者的椎骨之间。所述接合部分包括杆，所述杆从所述远端相对于所述轴线成锐角延伸，以利于围绕患者的脊髓进入。公开了系统、外科手术器械、脊柱植入物以及方法。
在一个实施方式中，根据本发明的原理，提供了一种外科手术系统。所述外科手术系统包括第一模板，所述第一模板包括沿第一近端和第一远端之间的第一轴线延伸的第一轴。所述第一模板包括第一接合部分，所述第一接合部分被配置成用于插入患者的椎骨之间。所述第一接合部分包括从所述第一远端相对于所述第一轴线以锐角延伸的第一杆和耦接到所述第一杆的第一头部。所述第一头部包括具有第一直径的第一圆柱形壁。第二模板包括沿第二近端和第二远端之间的第二轴线延伸的第二轴。所述第二模板包括被配置成用于插入椎骨之间的第二接合部分。所述第二接合部分包括从所述第二远端相对于所述第二轴线以锐角延伸的第二杆和耦接到所述第二杆的第二头部。所述第二头部包括具有第二直径的第二圆柱形壁。所述第一直径与所述第二直径不同。
在一个实施方式中，根据本发明的原理，提供了一种外科手术系统。所述外科手术系统包括脊柱植入物模板，所述脊柱植入物模板包括沿近端和远端之间的轴线延伸的轴，所述近端包括凸缘。接合部分被配置成用于插入患者的椎骨之间。所述接合部分包括杆，所述杆从所述远端相对于所述轴线以锐角延伸，以利于围绕患者的脊髓进入。第一图像引导件与所述轴附接，并且相对于传感器定向，以传送表示所述模板的位置的信号。所述图像引导件包括具有主体和一对间隔开的凸片的轴环。所述凸片中的每一个可相对于所述主体偏转。所述凸片中的每一个包括限定切口的内表面，所述切口具有被配置成接收所述凸缘以将所述图像引导件与所述模板连接的凸起部分。
附图说明
通过结合以下附图的具体描述，本发明将变得更加显而易见，其中：
图1是根据本发明的原理的外科手术系统的部件的立体图；
图2是图1所示的外科手术系统的第一部件和第二部件的侧视图；
图3是图1所示的外科手术系统的第一部件的立体图；
图4是图1所示的外科手术系统的第一部件的侧视图；
图5是图4所示细节A的放大图；
图6是图1所示的外科手术系统的第三部件的立体图；
图7是图1所示的外科手术系统的第二部件的立体图；
图8是根据发明的原理的由外科医生对患者使用的外科手术系统的一个实施方式的多个部件的立体图；
图9是放置有椎骨的图1所示的外科手术系统的第一部件的第一平面图；
图10是放置有椎骨的图1所示的外科手术系统的第一部件的第二平面图；
图11是放置有椎骨的外科手术系统的第四部件的平面图；
图12是放置有椎骨的外科手术系统的第三部件的平面图；
图13是计算机的第一图形表示，示出了图1所示的外科手术系统的第一部件和第二部件的表示；
图14A是外科手术系统的第三部件和第五部件的立体图；
图14B是外科手术系统的第三部件和第五部件的分离立体截面图；
图15A是外科手术系统的第三部件和第五部件的一个实施方式的分离的第一侧截面图；
图15B是外科手术系统的第三部件和第五部件的一个实施方式的分离的第二侧截面图；
图16是外科手术系统的第六部件的第一侧视图，其中第五部件处于折叠状态；
图17是外科手术系统的第六部件的第二侧视图，其中第六部件处于展开状态；
图18是计算机的第二图形表示，示出了放置有椎骨的外科手术系统的第一部件和第六部件的表示；
图19是计算机的第三图形表示，示出了外科手术系统的用户界面；
图20是计算机的第四图形表示，示出了放置有椎骨的外科手术系统的第一部件和第六部件的表示，其中第六部件处于折叠状态；
图21是计算机的第五图形表示，示出了放置有椎骨的外科手术系统的第一部件和第六部件的表示，其中第六部件处于展开状态；
图22是计算机的第六图形表示，示出了放置有椎骨的外科手术系统的第一部件和第六部件的表示，其中第六部件处于折叠状态；
图23是计算机的第七图形表示，示出了放置有椎骨的外科手术系统的第一部件和第六部件的表示，其中第六部件处于展开状态；
图24是计算机的第八图形表示，示出了放置有椎骨的外科手术系统的第一部件的表示；
图25是计算机的第九图形表示，其示出了放置有椎骨的外科手术系统的第一部件和第六部件的表示；
图26是计算机的第十图形表示，示出了放置有椎骨的外科手术系统的第一部件和第六部件的表示；
图27是计算机的第十一图形表示，示出了放置有椎骨的外科手术系统的第一部件和第六部件的表示；
图28是放置有椎骨的外科手术系统的第六部件和第七部件的第一平面图；
图29是放置有椎骨的外科手术系统的第六部件和第八部件的第一平面图；
图30是放置有椎骨的外科手术系统的第六部件和第七部件的第二平面图；
图31是放置有椎骨的外科手术系统的第五部件和第八部件的第二平面图；
图32是计算机的第一图形表示，示出了放置有椎骨的外科手术系统的第六部件和第七部件的表示，其中第六部件处于展开状态；
图33是计算机的第二图形表示，示出了放置有椎骨的外科手术系统的第六部件和第七部件的表示，其中第六部件处于折叠状态；
图34是计算机的第三图形表示，示出了放置有椎骨的外科手术系统的第六部件和第七部件的表示，其中第六部件处于折叠状态；
图35是计算机的第四图形表示，示出了设置有椎骨的外科手术系统的第六部件和第七部件的表示；
图36是计算机的第五图形表示，示出了设置有椎骨的外科手术系统的第六部件和第七部件的表示；
图37是计算机的第六图形表示，示出了设置有椎骨的外科手术系统的第六部件和第七部件的表示；
图38是计算机的第七图形表示，示出了设置有椎骨的外科手术系统的第六部件和第七部件的表示；
图39是计算机的第八图形表示，示出了设置有椎骨的外科手术系统的第六部件和第七部件的表示；以及
图40是计算机的第九图形表示，示出了设置有椎骨的外科手术系统的第六部件和第七部件的表示。
具体实施方式
所公开的外科手术系统和相关使用方法的示例性实施方式在用于治疗肌肉骨骼病症的医疗装置方面，并且更具体地，在用于治疗脊柱的脊柱植入物系统和方法方面进行了论述。在一些实施方式中，本发明的系统和方法包括医疗装置，所述医疗装置包括外科手术器械和植入物，所述外科器械和植入物用于，例如，对脊柱的颈椎、胸椎、腰椎和/或骶骨区域进行外科手术治疗，如本文所描述的。
在一些实施方式中，本发明外科手术系统包括多个不同的导航模板，诸如，举例而言，四个导航模板。模板包括与图像引导件(诸如，举例而言，导航部件)兼容的特征，以将导航部件与模板连接。在一些实施方式中，模板可用于两种单独的入路，诸如，举例而言，后入路和外侧入路。在一些实施方式中，模板可用于三种单独的入路，诸如，举例而言，前入路、外侧入路以及后入路。
在后入路中，使用了三个模板。三个模板具有不同尺寸的圆柱形几何形状，每个表示脊柱植入物，诸如，举例而言，椎体切除术植入物或护架(cage)。在一些实施方式中，模板是相对较短的模板。模板中的至少一个包括圆柱形尺寸特征近端成角，以允许将圆柱形尺寸特征插入到缺损空间中，诸如，举例而言，椎体切除术缺损，同时利于围绕脊髓进入。模板抵靠相邻的椎体端板以及整个缺损空间移动，以确保去除足够的骨和/或椎间盘材料，以便代表性的护架尺寸能够以选定的护架轨迹适配到缺损空间中。导航模板可用于识别椎体切除术缺损内的关键标志，提供触觉反馈，以及确认切除量。
在外侧入路中，在外侧轨迹中使用三个成角度的模板，或具有表示护架的附加端盖选项的矩形几何形状的加长模板。加长模板抵靠相邻的椎体端盖移动，并向上抵靠外侧环移动，以确保骨和/或椎间盘被去除，以用于代表性端盖尺寸的预期最终放置。
在一些实施方式中，模板包括与图像引导件形成界面的特征，诸如，举例而言，由在科罗拉多州路易斯维尔设有营业地点的美敦力导航公司(Medtronic Navigation,Inc.)出售的NAVLOCKTM界面特征，其定向成使得图像引导件平行于由器械顶部或底部形成的平面，从而允许将模板正确插入缺损空间，顶面/底面平行于椎体端盖，并且易于从与图像引导件连接的摄像系统进行查看。
在导航成角度的模板时，可以通过软件菜单根据外科医生的需要选择角度的取向，从而使器械的180度旋转可视化。
导航模板具有不同几何形状和非对称横截面的验证特征，允许用导航软件进行验证。例如，在一些实施方式中，导航模板可以包括一个或多个验证特征，诸如，举例而言，被配置成安置在植入的导航部件的导航验证凹坑(divot)中以允许用导航软件验证导航模板的凸台(boss)。在一些实施方式中，验证特征以允许安置在导航验证凹坑内的方式呈矩形。在一些实施方式中，验证特征与圆柱形植入物尺寸几何形状保持圆弧长度。
模板的导航允许在患者的解剖结构内可视化地表示模板。图像引导件与具有软件特征的计算机形成界面，所述软件特征包括合适的最终植入物尺寸、缺损高度尺寸的估计、处于完全折叠和完全展开状态和/或完全折叠和完全展开状态之间的中间状态下的植入物位置和轨迹的估计。此软件还允许用户保存植入物位置和轨迹的规划，从而在植入物尺寸估计期间实现解剖结构的可视化。
此软件允许通过两种方法估计合适的最终植入物尺寸。第一种方法包括使用模板的圆柱形尺寸特征手动估计植入物尺寸。圆柱形尺寸特征可以表示通过直径和高度选择的植入物尺寸，例如，通过使用切换按钮处于折叠状态或展开状态。植入物的折叠和展开状态的切换允许外科医生查看植入物或护架的最大展开状态是否可以跨越椎体切除术缺损空间。如果不进行椎体切除术后图像扫描，则缺损空间由椎体高度表示。虚拟植入物和附加植入物可以切换成打开或关闭，可以选择不同的尺寸，且投影的方向可以翻转180度。
在第二种方法中，可以在缺损空间的相对端中的每一个保存两个单独的投影。然后，软件将测量所得的缺损高度、冠状面和矢状面之间的成角，以及用于缺损的合适的植入物尺寸。来自软件特征的成角数据可用于从系统提供物中选择相似角度的相应植入物添加物。模板的投影和导航表示允许通过具有中心腔体的投影轻松实现可视化。表示圆柱形和矩形植入物的已保存投影可用于在实际植入物插入过程中规划理想的放置位置和轨迹。此外，植入物可以与具有不同几何形状和尺寸的多种类型的植入物添加物相结合。
在一些实施方式中，可以在软件内使用模板虚拟几何形状，通过在切除空间内移动物理模板并从患者解剖结构的可视化表示中去除材料来擦除切除的椎体。
在一些实施方式中，使用外科手术器械，诸如，举例而言，一个或多个插入器，将植入物插入到缺损空间中。在一些实施方式中，外科手术系统包括具有不同长度、尺寸和角度的三个不同导航插入器。这些插入器适用于两种单独的入路和不同尺寸的植入物。导航插入器具有从插入器主体延伸并垂直于不同植入物的附接平面的固定跟踪器几何形状。垂直度允许正确放置植入物或护架，同时保持对外科手术系统摄像头的最佳可见度。在导航插入器上，图像引导件的几何形状与植入物附接平面以20度偏移角定向。
其中一个插入器是成角度的插入器，其中一个插入器是长度较长的直插入器。这些插入器在植入物界面尖端共享验证特征。尖端几何形状，在器械的一个边缘是圆形的，允许安置在导航验证凹坑中。第三插入器是较短的导航插入器并且是直插入器。第三插入器的尖端几何形状不那么宽，并且还允许器械位于导航验证槽内。所有三个导航插入器还具有特定标记，以指示使用正确的尖端几何形状与导航验证凹坑形成界面。此外，成角度的插入器和直插入器上的植入物尖端几何形状和软件角度验证阈值允许在插入器主体平行于验证凹坑中心轴线时进行验证，或在插入器主体偏离验证凹坑中心轴线时进行验证。
后入路使用三个导航插入器中的任何一个。两个直插入器允许将植入物直接插入到椎体切除术缺损空间中。导航的成角度的插入器，在植入物附接界面近端成角，允许插入缺损空间，同时利于围绕脊髓进入。外侧入路利用最长的导航直插入器。它允许将植入物从外侧轨迹直接插入到椎体切除术缺损空间中。
插入器的导航允许在插入器、植入物以及投影相对于患者解剖结构的多个解剖视图中的后入路和外侧入路的可视化表示。软件特征包括合适的最终植入物尺寸的估计、合适的植入物放置位置和轨迹的估计，以及植入物展开方向的可视化。它还允许轻松实现植入物和投影的可视化和区分，同时估计多种表示状态的多个植入物和植入物添加物的尺寸、位置以及轨迹。
此软件允许通过表示处于折叠或展开状态的植入物来估计合适的最终植入物尺寸。植入物的预期展开方向可由不同于植入物主体的有色部分表示。不同颜色和/或透明度的几何形状允许在导航时轻松实现解剖结构的可视化。不同的透明度和颜色还提供了一种可视化方式来与外科医生交流硬件部件，这些硬件部件仅用于轨迹和尺寸引导，而不是准确导航。
在一些实施方式中，插入器、植入物以及植入物添加物被导航到同一个解剖视图中同时可见的多个平面。这允许外科医生使植入物在缺损空间内的位置可视化。除了导航插入器和不同尺寸的植入物之外，投影还可以显示不同圆柱形和矩形几何形状以及不同程度的几何和/或机械细节的植入物添加物。导航软件还允许在植入物的外侧入路中进行可视化，以及在整个椎体上添加不同尺寸的植入物，以便获得合适的放置位置并确保植入物添加物不会从椎体的外侧环或外侧边界突出。
在一些实施方式中，本发明的外科手术系统可用于治疗脊柱病症，诸如，举例而言，椎间盘退行性疾病、椎间盘突出、骨质疏松、脊椎前移、狭窄症、脊柱侧凸以及其它弯曲异常、脊柱后凸、肿瘤以及骨折。在一些实施方式中，本发明的外科手术系统可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疗法相关联的那些应用。在一些实施方式中，所公开的外科手术系统可替代性地用于患者处于俯卧位或仰卧位的外科手术治疗中，和/或使用各种外科手术入路(包括前、后、后正中线、直接外侧、后外侧，和/或前外侧入路)到达脊柱，以及到达其它身体区域。本发明的外科手术系统还可替代性地与用于治疗脊柱的腰椎、颈椎、胸椎、骶骨以及骨盆区域的手术一起使用。本发明的外科手术系统还可用于动物、骨模型以及其它非生物基质，诸如，举例而言，用于训练、测试和演示中。
通过以下参考结合形成本发明的一部分的附图进行的实施方式的详细描述，可使本发明的外科手术系统更易于理解。应理解，本申请不限于本文所描述和/或所展示的具体装置、方法、条件或参数，并且本文所使用的术语仅出于通过示例描述特定实施方式的目的，而不旨在进行限制。在一些实施方式中，如说明书且包括所附权利要求中所使用，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“所述”包括复数，并且除非上下文明确规定，否则对特定数值的引用至少包括此特定值。范围在本文中可被表达为从“约”或“大约”一个特定值和/或到“约”或“大约”另一个特定值。在表达此范围时，另一个实施方式包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，在通过使用先行词“约”将值表达为近似值时，应理解，此特定值形成另一个实施方式。还应理解，所有空间引用(诸如，举例而言，水平、竖直、顶部、上部、下部、底部、左和右)仅用于说明目的，并且可在本发明的范围内变化。例如，引用“上部”和“下部”是相对的，并且仅用于上下文中，而不一定是“较高”和“较低”。
如说明书且包括所附权利要求中所使用，疾病或病况的“治疗(treating/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、使用植入式装置，和/或使用治疗疾病的器械(诸如，举例而言，用于去除凸出部分或突出的椎间盘和/或骨刺的显微椎间盘切除术器械)，以致力于缓解疾病或病况的病征或症状。缓解可以在出现疾病或病况的病征或症状之前发生，也可以在出现之后发生。因此，治疗包括防止疾病或不良病况(例如，在可能易患所述疾病但尚未诊断患有所述疾病的患者中防止所述疾病发生)。此外，治疗不需要完全缓解病征或症状，不需要治愈，并且特别包括对患者仅有边际效应的手术。治疗可包括抑制疾病，例如，遏制其发展，或缓解疾病，例如，造成病退。例如，治疗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、骨以及其它组织的再生长；作为外科手术的辅助；和/或任何修复手术。在一些实施方式中，除非明确指示其它含义，否则如说明书且包括所附权利要求中所使用，术语“组织”包含软组织、韧带、肌腱、软骨，和/或骨。
以下论述包括对根据本发明的原理的外科手术系统(包括外科手术器械、相关部件以及使用所述外科手术系统的方法)的描述。还公开了替代实施方式。详细地参考在附图中所示出的本发明的示例性实施方式。转向图1至图40，示出了一种外科手术系统(诸如，举例而言，外科手术系统50)的部件。
外科手术系统50的部件可以由适合于医疗应用的生物可接受的材料制成，所述材料包括金属、合成聚合物、陶瓷以及骨材料和/或其复合物。例如，外科手术系统50的部件可以单独地或共同地由以下材料制成：诸如，不锈钢合金；铝；工业纯钛；钛合金；5级钛；超弹钛合金；钴-铬合金；超弹金属合金(例如，镍钛诺(Nitinol)，超弹可塑性金属，诸如，GUM
)；陶瓷及其复合物，诸如，磷酸钙(例如，SKELITETM)；热塑性塑料，诸如，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复合物；PEEK-BaSO4聚合橡胶；聚对苯二甲酸乙二酯(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；弹性复合物；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、同种异体移植、异种移植或转基因皮质和/或皮髓质骨，以及组织生长或分化因子；可部分吸收的材料，诸如，举例而言，金属与基于钙的陶瓷的复合物、PEEK与基于钙的陶瓷的复合物、PEEK与可吸收聚合物的复合物；可完全吸收的材料，诸如，举例而言，基于钙的陶瓷，诸如，磷酸钙、磷酸三钙(TCP)、羟基磷灰石(HA)-TCP、硫酸钙或其它可吸收聚合物，诸如，聚交酯、聚乙交酯、聚酪氨酸碳酸酯、聚己内酯(polycaroplaetohe)；以及其组合。
外科手术系统50的各种部件可以具有材料复合物，包括以上材料，以实现如强度、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等各种期望特性。外科手术系统10的部件也可单独地或共同地由异质材料(诸如，上述材料中两种或更多种的组合)制成。外科手术系统50的部件可以整体地形成，一体地连接或包括紧固元件和/或器械，如本文所述。
外科手术系统50，例如，与完全开放的外科手术，包括经皮技术的微创手术以及微开放外科手术技术一起使用，以在患者的外科手术部位(包括，例如，脊柱)处输送和引入器械和/或脊柱植入物，诸如，举例而言，锥体切除术护架。在一些实施方式中，脊柱植入物可包括一种或多种脊柱构建物的一个或多个部件(诸如，举例而言，椎间装置、椎间护架、骨紧固件、脊柱杆、系绳、连接器、板，和/或骨移植物)，且可与各种外科手术一起使用，所述外科手术包括对脊柱的颈椎、胸椎、腰椎和/或骶骨区域的外科手术治疗。
系统50包括多个外科手术器械，诸如，举例而言，模板52(例如，图1)、模板54(例如，图12)和/或模板56(例如，图11)以及图像引导件，诸如，举例而言，与模板52、54、56可拆卸地附接的导航部件58，如本文所讨论的。导航部件58被配置成允许患者解剖结构内的模板52、54、56的可视化。导航部件58与具有软件的计算机形成界面，此软件被配置成估计合适的最终植入物尺寸、缺损高度尺寸，以及估计处于完全和折叠状态下的植入物位置和轨迹，如本文所讨论的。在一些实施方式中，系统50包括替代模板52、54、56或除了模板52、54、56之外的其他模板，诸如，举例而言，具有与模板52、54、56不同的尺寸和/或几何形状的模板。
模板52包括沿近端62和相对的远端64之间的纵向轴线X1延伸的轴60。在各种实施方式中，轴60沿轴60的整个长度与轴线X1同轴。在一些实施方式中，轴60包括从端部62延伸到端部62和端部64之间的端部68的主体66。主体66可以包括沿主体66长度的一个或多个凹槽70，以利于握持轴60。在各种实施方式中，轴60包括通过部分74连接到主体66的杆72。部分74从端部68延伸到端部76，并且杆72从端部76延伸到端部64。部分74可以从端部68到端部76逐渐变细，如图1所示。在一些实施方式中，部分从端部68到端部76连续地逐渐变细，使得杆72的直径小于主体66的直径，以利于将杆72插入外科手术部位，诸如，举例而言，椎体切除术缺损。例如，在一些实施方式中，主体66的最大直径D1大于杆72的最大直径D2，如图2所示。这允许主体66足够大，以利于执业医师抓握，同时允许杆72足够小以插入椎体切除术缺损。在一些实施方式中，杆72沿着杆72的整个长度具有均匀的直径。在一些实施方式中，杆72是锥形的，并且在端部64附近的直径小于在端部76附近的直径。在一些实施方式中，杆72从端部76到端部64连续地逐渐变细。在一些实施方式中，轴60具有没有任何腔体或开口的实心构型，以向轴60提供强度和/或刚度。
模板52包括与端部64相邻的接合部分78。部分78被配置成用于插入患者的相邻椎骨之间，或插入到椎体切除术缺损内。部分78包括沿着纵向轴线X2从端部64延伸到端部82的杆80。轴线X2相对于轴线X1以角度α延伸，以利于部分78围绕患者的脊髓插入，如本文所讨论的。在一些实施方式中，角度α大于0°。在一些实施方式中，角度α是锐角。在一些实施方式中，角度α是斜角。在一些实施方式中，角度α在约1°与约90°之间。在一些实施方式中，角度α在约1°与约45°之间。在一些实施方式中，角度α在约20°和约40°之间。
部分78包括从端部82延伸的头部84。头部84被配置成定位在椎体切除术缺损中，以表示要插入到椎体切除术缺损中的植入物的尺寸，如本文所讨论的。头部84包括壁86，壁86具有顶面88和相对的底面90，如图2和图4最佳所示。表面88和表面90之间的距离限定了头部84的高度H1。在一些实施方式中，壁86具有圆柱形构型，并且限定了延伸穿过头部84的厚度的开口92。也就是说，开口92在表面88和表面90之间并穿过表面88和表面90连续延伸。在一些实施方式中，高度H1大于直径D2。在一些实施方式中，高度H1大于或等于直径D1。在一些实施方式中，高度H1小于直径D1。壁86和/或开口92的尺寸和形状被配置成对应于要插入到椎体切除术缺损中的植入物的尺寸和形状，以确定植入物是否适合植入到椎体切除术缺损中，或者，不同的尺寸和形状的植入物是否将更适合植入到椎体切除术缺损中，如本文所讨论的。在一些实施方式中，壁86具有最大外径D3(如图1所示)和最大内径D4(如图4所示)。在一些实施方式中，壁86和/或开口92可以具有各种形状，诸如，举例而言，圆形、椭圆形、长方形、三角形、正方形、多边形、不规则、均匀、不均匀、偏移、交错、波状、弓形、可变的，和/或锥形。
在一些实施方式中，头部84与轴60整体地和/或一体地形成，以向模板52提供增加的强度和/或刚度。在一些实施方式中，头部84可拆卸地耦接到轴60，以允许不同的头部，诸如，举例而言，具有不同尺寸或形状的头部，耦接到轴60。可以设想，允许不同的头部耦接到轴60将减少执行给定手术所需的器械数量。实际上，不是具有多个轴，每个轴具有与其耦接的不同的头部，可能只有一个轴和多个头部，可以可拆卸地耦接到轴。
轴60包括位于端部62和端部68之间的毂94。毂94包括凸缘96和与凸缘96间隔开的凸缘98。毂94包括在凸缘96、98之间的凹槽100。凹槽100由轴60的外表面102、凸缘96的表面104以及凸缘98的表面106限定，如图5中最佳所示。在各种实施方式中，表面102平行于轴线X1延伸，而表面104、106垂直于轴线X1延伸。凸缘96包括位于表面104和毂94的表面110之间的表面108。表面108平行于轴线X1延伸，而表面110垂直于轴线X1延伸。凸缘98包括位于表面106和凸缘98的表面114之间的表面112。表面112平行于轴线X1延伸，而表面114垂直于轴线X1延伸。在一些实施方式中，表面104被配置成用作连接导航部件58与轴60的斜坡(ramp)，如本文所讨论的。在一些实施方式中，表面104、表面106、表面108、表面110、表面112和/或表面114可以相对于轴线X1以替代的取向设置，诸如，举例而言，平行、横向、垂直和/或其它角度取向，诸如，锐角或钝角、同轴，和/或可以偏移或交错。
模板54类似于模板52，并且包括轴60，其中毂94位于端部62和端部64之间，如图6所示。模板54包括具有杆118的接合部分116，杆118类似于从端部64延伸的杆80。杆118沿纵向轴线X3从端部64延伸到端部120。如本文所讨论的，轴线X3相对于轴线X1以角度β延伸，以利于部分116围绕患者的脊髓插入。在一些实施方式中，角度β大于0°。在一些实施方式中，角度β是锐角。在一些实施方式中，角度β是钝角。在一些实施方式中，角度β在约1°和约90°之间。在一些实施方式中，角度β在约1°和约45°之间。在一些实施方式中，角度β在约20°和约40°之间。在一些实施方式中，角度β小于或等于角度α。在一些实施方式中，角度β大于或等于角度α。在一些实施方式中，角度β不同于角度α。在一些实施方式中，杆118的最大长度小于杆80的最大长度。可以设想，杆80和杆118的长度之间的差异以及角度α和角度β之间的差异为执业医师提供了关于针对给定手术使用哪种器械的选择。例如，执业医师可以依据哪个具有更大的角度来选择模板52或模板54，其中需要增加的角度以利于围绕患者的脊髓插入。
部分116包括从端部120延伸的头部122。头部122类似于头部84，并且被配置成定位在椎体切除术缺损中，以表示要插入到椎体切除术缺损中的植入物的尺寸，如本文所讨论的。头部122包括具有圆柱形构型的壁124，并且限定了延伸穿过头部122的厚度的开口126。也就是说，开口126在头部122的相对的顶面和底面之间并穿过它们连续延伸。壁124和/或开口126的尺寸和形状被配置成对应于要插入到椎体切除术缺损中的植入物的尺寸和形状，以确定植入物是否适合植入到椎体切除术缺损中，或者，不同尺寸和形状的植入物是否将更适合植入到椎体切除术缺损中，如本文所讨论的。在一些实施方式中，壁124具有最大外径D5和最大内径D6。在一些实施方式中，直径D3小于直径D5，并且直径D4小于直径D6。因此，模板54可用于接近较大植入物而定位，而模板52可用于接近较小植入物而定位。然而，可以设想杆80或杆118的长度、头部84或头部122的内径和/或头部84或头部122的外径可基于定位在椎体切除术缺损处的植入物的尺寸和构型来选择。在一些实施方式中，壁124和/或开口126可以是各种形状，诸如，举例而言，椭圆形、长圆形、三角形、正方形、多边形、不规则的、均匀的。在一些实施方式中，头部122与轴60整体地和/或一体地形成，以向模板54提供增加的强度和/或刚度。在一些实施方式中，头部122可拆卸地耦接到轴60，以允许不同的头部，诸如，举例而言，头部84或头部122，耦接到轴60，这取决于执业医师的偏好。
模板56类似于模板52和模板54，且包括轴60，其中毂94位于端部62和端部64之间，如图11所示。模板56包括接合部分128，其具有类似于从端部64延伸的杆80、118的杆130。杆130沿轴线X1从端部64延伸到端部132。在一些实施方式中，杆130的最大长度小于或等于杆80和/或杆118的最大长度。在一些实施方式中，杆130的最大长度大于或等于杆80和/或杆118的最大长度。部分128包括从端部132延伸的头部134。头部134被配置成定位在椎体切除术缺损中，以表示要插入到椎体切除术缺损中的植入物的尺寸，如本文所讨论的。头部134具有圆角矩形形状的实心壁构型。也就是说，头部134没有任何凹槽、孔或孔口。在一些实施方式中，头部134可以是各种形状，诸如，举例而言，圆形、椭圆形、长方形、三角形、正方形、矩形、多边形、不规则的、均匀的。可以设想，头部134的尺寸和形状可适于匹配或近似于要植入椎体切除术缺损中的植入物的尺寸和形状。在一些实施方式中，头部134与轴60整体地和/或一体地形成，以向模板56提供增加的强度和/或刚度。在一些实施方式中，头部134可拆卸地耦接到轴60，以允许不同的头部，诸如，举例而言，头部84、头部122或头部134，耦接到轴60，这取决于执业医师的偏好。
导航部件58被配置成耦接到毂94，以将导航部件58与模板52、模板54或模板56连接。导航部件58包括具有内表面138和外表面140的轴环136，如图7最佳所示。表面138限定了通道142。表面138被配置成与毂94可释放地接合。通道142被配置成接收轴60和轮毂94的一部分。表面138限定了一个锁，诸如，举例而言，至少一个弹性尖头物或凸片144。在一个实施方式中，轴环136包括多个凸片144，如图7所示。每个凸片144包括限定切口148的内表面146和外表面150。每个切口148包括限定切口148的边缘的凸起部分152。切口148被配置成接收凸缘98。在其初始位置，表面150与轴环136的表面140对齐。
为了将导航部件58与模板52、模板54或模板56连接，轴环136在轴60上平移，使得凸缘98与部分152接合并向凸片144施加力，以沿图7所示的箭头A所示的方向向外移动凸片144，使得表面150从表面140偏转。当凸缘98在部分152上平移时，凸缘98移动到切口148中，从而允许凸片144移回到它们的初始位置。在一些实施方式中，导航部件58被配置成与模板52、模板54和模板56可拆卸地接合。在一些实施方式中，导航部件58可以与模板52、模板54或模板56一体形成。在一个实施方式中，凸缘96被配置成与轴环136接合，以减少由致动器的扭矩引起的振动。在一些实施方式中，当凸缘98定位在切口148中时，轴环136的端面154与毂94的表面110直接接合，以防止和/或减少导航部件58和轴60之间的移动量。
导航部件58包括发射器阵列604，如图7所示。发射器阵列604被配置成用于向外科手术导航系统606的传感器阵列602产生信号，如图8所示。在一些实施方式中，由发射器阵列604产生的信号表示器械(诸如，举例而言，模板52、模板54或模板56)相对于组织(诸如，举例而言，骨)的位置。在一些实施方式中，发射器阵列604产生的信号表示模板52、模板54或模板56相对于组织的三维位置。在一些实施方式中，发射器阵列604包括反射阵列和/或被配置成将信号反射到传感器阵列602。
在一些实施方式中，传感器阵列602接收来自发射器阵列604的信号，以提供模板52、模板54或模板56相对于组织的三维空间位置和/或轨迹。发射器阵列604与导航系统606的计算机608的处理器通信，以生成用于在监控器610上显示图像的数据。在一些实施方式中，传感器阵列602从发射器阵列604接收信号，以提供模板52、模板54或模板56相对于组织的位置的可视化表示。参见，例如，如第6,021,343号、第6,725,080号、第6,796,988号美国专利中所描述的类似的外科手术导航部件及其用途，这些参考文献中的每一篇的全部内容都通过引用并入本文。
外科手术导航系统606被配置成用于获取和显示医学成像，诸如，举例而言，适合于给定外科手术的x射线图像。在一些实施方式中，收集预先获取的患者的图像。在一些实施方式中，外科手术导航系统606可以包括由在美国科罗拉多州路易斯维尔设有营业地点的美敦力导航公司(Medtronic Navigation,Inc.)出售的O形臂
成像装置611。成像装置611可以具有包围图像捕获部分612的大体上呈环形的台架壳体。
在一些实施方式中，导航系统606包括图像捕获部分614，图像捕获部分614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，所述x射线源或发射部分和x射线接收或图像接收部分彼此大体上或实际上尽可能成180度定位，并且相对于图像捕获部分614的轨迹安装在转子(未示出)上。图像捕获部分614可操作为在图像获取期间旋转360度。图像捕获部分614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606可以包括第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号美国专利中公开的那些，这些参考文献中的每一篇的全部内容均通过引用并入本文。
在一些实施方式中，外科手术导航系统606可以包括可以生成患者三维视图的C形臂荧光成像系统。图像捕获部分614的位置相对于导航系统606的成像装置的任何其他部分可以是精确已知的。在一些实施方式中，对图像捕获部分614的位置的精确了解可以与跟踪系统616结合使用，以确定图像捕获部分614相对于患者的位置和患者的图像数据。
跟踪系统616可以包括与外科手术导航系统606相关联或包括在所述外科手术导航系统中的各个部分。在一些实施方式中，跟踪系统616还可以包括多种类型的跟踪系统，诸如，举例而言，包括光学定位器的光学跟踪系统，诸如，举例而言，传感器阵列602和/或可以包括EM定位器的EM跟踪系统。可以用跟踪系统616跟踪各种跟踪装置，并且外科手术导航系统606可以使用所述信息来允许显示项目的位置，诸如，举例而言，患者跟踪装置、成像装置跟踪装置618以及器械跟踪装置，诸如，举例而言，发射器阵列604，以允许用合适的跟踪系统对选定的部分进行跟踪。
在一些实施方式中，EM跟踪系统可以包括在科罗拉多州路易斯维尔设有营业地点的美敦力导航公司(Medtronic Navigation,Inc.)出售的
AXIEMTM导航系统。第8,057,407号、第5,913,820号、第5,592,939号美国专利中也公开了示例性跟踪系统，这些参考文献中的每一篇的全部内容均通过引用并入本文。
拍摄到的荧光图像被发送到计算机614，由此可以被转发到计算机608。可以通过标准视频连接或包括有线和无线的数字链路来执行图像传输。计算机608提供经由监控器610显示以及保存、数字式操纵或打印所接收的图像的硬拷贝的能力。在一些实施方式中，图像也可以通过平视显示器显示给外科医生。
在一些实施方式中，外科手术导航系统606提供模板52、模板54或模板56相对于组织的位置的实时跟踪。如本文中所描述，传感器阵列602定位成为发射器阵列604提供清晰的视线。在一些实施方式中，发射器阵列604的基准标记330经由红外技术与传感器阵列602通信。传感器阵列602耦接到计算机608，计算机608可以用软件模块编程，所述软件模块分析由传感器阵列602发送的信号，以确定检测器空间中的每个对象的位置。
在一些实施方式中，模板52、模板54或模板56被配置成与引导构件(诸如，举例而言，机械臂R的末端执行器640)一起使用。末端执行器640限定被配置成用于布置模板52、模板54或模板56的通道。机械臂R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/或识别末端执行器640在三维空间中的位置数据点，以用于模板52、模板54或模板56的无线引导插入。在一些实施方式中，机械臂R的位置传感器与外科手术导航系统606结合采用，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640的位置数据点，如本文所描述的。位置传感器安装有机械臂R，并且被校准，以测量末端执行器640在三维空间中的位置数据点，所述位置数据点被传送到计算机608。
在组装、操作和使用中，如本文所讨论的，导航部件58与模板52连接，并且使用后入路将模板52插入到椎骨V的椎体切除术缺损空间S中，使得接合部分78围绕脊髓SC移动，用于在空间S中定位，且杆72定位在椎骨V的棘突SP和椎骨V的横突TP之间，如图9所示。为了清晰，导航部件58已在图9中省略。操纵轴60以移动头部84，使得表面90抵靠椎骨V的端板EP移动。在一些实施方式中，操纵轴60以移动头部84，使得表面88抵靠高于椎骨V的椎骨的端板移动，并限定空间S的一部分。头部84抵靠端板和/或椎骨的外侧环以及整个空间S移动，以去除空间S内的骨和/或椎间盘材料。在一些实施方式中，头部84在空间S内移动，以去除空间S内足够的骨和/或椎间盘材料，以使植入物(诸如，举例而言，空间S内处于预期位置和预期轨迹的植入物I)适配。例如，在一些实施方式中，植入物I可在折叠状态(如图16所示)和展开状态(如图17所示)之间移动。当植入物I处于折叠状态时，植入物具有高度H2，而当植入物I处于展开状态时，植入物具有增加的高度H3。因此，当植入物I处于折叠状态、展开状态或处于折叠状态和展开状态之间的状态(其中植入物I具有高度H2和高度H3之间的高度)时，头部84在空间S中移动，以去除空间S内的足够骨和/或椎间盘材料，以使植入物I适配在空间S中。在一些实施方式中，头部84包括刀片或其他锋利的表面，以利于切割和/或刮除组织，诸如，举例而言，骨和/或椎间盘材料。在一些实施方式中，模板52用于识别空间S内的关键标志，提供触觉反馈，以及通过导航部件58和外科手术导航系统606确认切除量，如本文所讨论的。在一些实施方式中，植入物I与2014年10月9日提交的第14/510,895号美国专利申请中公开的植入物中的一种或多种相同或相似，其全部内容通过引用明确并入本文。
在一些实施方式中，如本文所讨论的，导航部件58与模板52连接，并且使用外侧入路将模板52插入到椎骨V的空间S中，使得接合部分78定位在空间S中，如图10所示。为了清晰，导航部件58已在图10中省略。操纵轴60以移动头部84，使得表面90抵靠椎骨V的端板EP移动。在一些实施方式中，操纵轴60以移动头部84，使得表面88抵靠高于椎骨V的椎骨的端板移动，并限定空间S的一部分。头部84抵靠端板和/或椎骨的外侧环以及整个空间S移动，以去除空间S内的骨和/或椎间盘材料。在一些实施方式中，头部84在空间S内移动，以去除空间S内足够的骨和/或椎间盘材料，以使植入物(诸如，举例而言，空间S内处于预期位置和预期轨迹的植入物I)适配。
在一些实施方式中，如本文所讨论的，导航部件58与模板56连接，并且使用外侧入路将模板56插入到椎骨V的空间S中，使得接合部分128定位在空间S中，如图11所示。为了清晰，导航部件58已在图11中省略。操纵轴60以移动头部134，使得头部134抵靠椎骨V的端板EP移动。在一些实施方式中，操纵轴60以移动头部134抵靠端板和椎骨的外侧环以及整个空间S移动，以去除空间S内的骨和/或椎间盘材料。在一些实施方式中，头部134在空间S内移动，以去除空间S内足够的骨和/或椎间盘材料，以使植入物(诸如，举例而言，空间S内处于预期位置和预期轨迹的植入物I)适配。头部134具有表示植入物I的端板选项的矩形几何形状。例如，一个或多个端板可与植入物I结合使用。植入物I的端板可具有不同的几何形状，诸如，举例而言，矩形、椭圆形、圆形、正方形等。因此，头部134可适于具有与植入物I的端板的几何形状相匹配的几何形状，以接近端板在空间S内的位置。
在一些实施方式中，如本文所讨论的，导航部件58与模板54连接，并且使用外侧入路将模板54插入到椎骨V的空间S中，使得接合部分116定位在空间S中，如图12所示。为了清晰，导航部件58已在图12中省略。操纵轴60以移动头部122，使得头部122抵靠椎骨V的端板EP移动。在一些实施方式中，操纵轴60以移动头部122，使得头部122抵靠高于椎骨V的椎骨的端板移动，并限定空间S的一部分。头部122抵靠端板和椎骨的外侧环以及整个空间S移动，以去除空间S内的骨和/或椎间盘材料。在一些实施方式中，头部122在空间S内移动，以去除空间S内足够的骨和/或椎间盘材料，以使植入物(诸如，举例而言，空间S内处于预期位置和预期轨迹的植入物I)适配。
导航部件58与模板52、模板54和/或模板56连接，使得由发射器阵列604限定的轴线X4平行于轴线X1，如图2所示，例如。这允许将模板52、模板54和/或模板56正确插入到空间S中，头部84、122、134的顶面和底面平行于椎骨的端盖。可以设想使轴线X4平行于轴线X1利于从外科手术导航系统606的摄像系统查看。
在一些实施方式中，可以使用外科手术导航系统606的软件菜单(诸如，举例而言，计算机608的软件菜单156)来选择模板52的角度α的取向和/或模板54的角度β的取向，如图13所示。在一些实施方式中，菜单156显示在监控器610上。在一些实施方式中，菜单156向执业医师提供关于他或她应该如何握持模板52和/或模板54的指令158。然后，执业医师可以选择将杆80和/或杆118定向在第一取向的第一窗口160，或将杆80和/或杆118定向在第二取向的第二窗口162。这允许模板52和/或模板54旋转180度。
在一些实施方式中，模板52、模板54和/或模板56可以包括一个或多个验证特征，诸如，举例而言，一个或多个凸台190，它们被配置成安置在植入的导航部件194的验证凹坑192中，以允许用导航软件进行验证，如图14A-图15B所示。模板54的凸台190从头部122的壁124向外延伸，如图14B-图15B所示。可以设想，模板52、56的凸台190可以类似地定位在模板52的头部84和模板56的头部134上。例如，模板52的凸台190可以从壁86向外延伸，并且模板52的凸台190可以从模板56的头部134的外表面向外延伸。在将模板52的头部84、模板54的头部122或模板56的头部134插入椎间盘空间之前，部件194被植入椎间盘空间中或附近。在部件194植入椎间盘空间中或附近之后，模板52的头部84、模板54的头部122或模板56的头部134被引导到椎间盘空间中，使得凸台190安置在凹坑192内，以允许用导航软件进行验证。凸台190可以具有不同的几何形状和/或非同心横截面。在一个实施方式中，凸台190是矩形的，以允许以防止凸台190在凹坑192内移动的方式安置在凹坑192内，如图15A所示。在一个实施方式中，凸台190是弓形的，以允许以允许凸台190在凹坑192内移动的方式安置在凹坑192内，如图15A所示。
在一些实施方式中，导航部件58与外科手术导航系统606通信，以提供患者解剖结构内的模板52、模板54和/或模板56的可视化表示。在一些实施方式中，计算机608包括软件，此软件提供合适的完整植入物尺寸的估计、缺损高度尺寸的估计以及在完全折叠或完全展开状态下的植入物位置和轨迹的估计。在一些实施方式中，软件可以被配置成确定区域(诸如，举例而言，空间S)的尺寸，以及植入物(诸如，举例而言，植入物I)的尺寸。例如，软件可以确定高度H2和/或高度H3。在一些实施方式中，软件可以创建空间S的图像和空间S内植入物I的表示，因此，执业医师可以使空间S内是否有足够的空间用于植入物I可视化。在一些实施方式中，由软件创建的图像可以显示空间S内的植入物I的轨迹。在一些实施方式中，软件可以调整空间S内的植入物I的轨迹并提供表示此轨迹的图像，以便执业医师可以确定空间S内的植入物I的最佳轨迹。在一些实施方式中，软件可以通过允许使用者保存植入物位置和轨迹的规划来允许在植入物尺寸估计期间使解剖结构可视化。
在一些实施方式中，计算机608包括使用头部84和/或头部122估计最终植入物系统的软件。例如，头部84和/或头部122可用于生成圆柱形表示164，此圆柱形表示164表示植入物I的尺寸，如图18所示。在一些实施方式中，软件被配置成生成可在监控器610上查看的切换按钮166。切换按钮166使表示164在具有处于折叠状态的植入物I的视图和具有处于展开状态的植入物I的视图之间切换。这允许执业医师通过表示164使空间S内的植入物I快速可视化，其中植入物I处于折叠状态(图20)和展开状态(图21)。也就是说，表示164的切换允许执业医师查看植入物I的最大展开状态是否可以跨越相邻椎骨之间的空间。
在一些实施方式中，软件被配置成将表示164的取向翻转180度。在一些实施方式中，软件被配置成打开和关闭表示164。也就是说，此软件可以被配置成在空间内提供模板52的图像，而不需要表示164。如果执业医师希望使植入物(诸如，举例而言，植入物I)将如何适配在空间S内可视化，他或她可以使用切换按钮166以通过表示164提供空间内模板52的图像。
在一些实施方式中，计算机608包括使用投影168和投影170来估计最终植入物系统的软件，投影168和投影170可以保存在空间S的相对端中的每一个，如图22和图23所示。投影168、170表示植入物(诸如，举例而言，植入物I)的圆柱形几何形状。在一些实施方式中，投影168表示植入物I的圆柱形几何形状，其中植入物I处于折叠状态，并且投影170表示植入物I的圆柱形几何形状，其中植入物I处于展开状态。然后，软件将测量所得的缺损高度、冠状面和矢状面之间的成角，以及空间S中使用的合适的植入物尺寸。来自软件的成角数据可用于选择相应的植入物添加物，诸如，举例而言，植入物(诸如，举例而言，植入物I)的一个或多个端板。模板52的可视化表示允许通过开口92轻松实现可视化，如图24所示。
在一些实施方式中，软件可以生成一个或多个投影172，其对应于植入物添加物(诸如，举例而言，植入物(诸如，举例而言，植入物I)的一个或多个端板)的多边形或矩形几何形状，如图25和图26所示。投影168、170、172被保存，表示植入物I的圆柱形和矩形几何形状。投影168、170、172用于在实际植入物插入期间规划植入物I的最佳放置位置和轨迹。可以设想，投影172可用于提供各种形状和尺寸的植入物添加物的表示。在一些实施方式中，此软件被配置成通过在空间S内移动模板52并从患者解剖结构的可视化表示中去除材料来擦除切除的椎体，如图27所示。尽管以上公开的方法讨论了使用模板52来估计植入物尺寸、位置以及轨迹，但是可以设想，模板54和/或模板56可以代替模板52使用，或者作为模板52的补充使用。
在确定最佳植入物尺寸、位置以及轨迹之后，从具有不同尺寸和/或几何形状的多个植入物中选择植入物，诸如，举例而言，植入物I。在一些实施方式中，使用后入路将植入物I插入到空间S中。在一些实施方式中，图像引导件(诸如，举例而言，导航部件58)耦接到外科手术器械，诸如，举例而言，直插入器174，如图28所示。植入物I耦接到插入器174，并且使用后入路操纵插入器174以将植入物I定位在空间S内。在一些实施方式中，图像引导件(诸如，举例而言，导航部件58)耦接到外科手术器械，诸如，举例而言，成角度的插入器176，如图29所示。植入物I耦接到插入器176，并且使用后入路操纵插入器176以将植入物I定位在空间S内，同时利于围绕脊髓SC进入。
在一些实施方式中，使用外侧入路将植入物I插入到空间S中。例如，在一些实施方式中，图像引导件(诸如，举例而言，导航部件58)耦接到插入器174并且使用外侧入路操纵插入器174以将植入物I定位在空间S内，如图30所示。
在一些实施方式中，使用前入路将植入物I插入到空间S中。例如，在一些实施方式中，图像引导件(诸如，举例而言，导航部件58)耦接到插入器174并且使用前入路来操纵插入器174以将植入物I定位在空间S内，如图31所示。
导航部件58允许插入器174、176在插入器174、176、植入物和投影相对于患者解剖结构的多个解剖视图中的后入路、外侧和前入路的可视化表示。在一些实施方式中，计算机608包括被配置成估计合适的最终植入物尺寸、估计合适的植入物放置位置和轨迹以及提供植入物展开的可视化的软件。在一些实施方式中，此软件提供植入物和投影的可视化和区分，同时估计处于多种表示状态的多个植入物和/或多个植入物添加物的尺寸、位置以及轨迹。例如，在一些实施方式中，软件通过植入物(诸如，举例而言，处于展开状态(图32)和折叠状态(图33)的植入物I)的表示提供对合适的植入物尺寸的估计。在一些实施方式中，植入物I的预期展开方向由与植入物I的主体部分180颜色不同的有色部分178表示。植入物添加物，诸如，举例而言，端板182，可表示为与表示部分178或部分180的颜色不同的颜色，如图32-图37所示。不同颜色和/或透明度的几何形状允许在导航时轻松实现解剖结构的可视化。不同的透明度和颜色还提供了一种可视化方式与外科医生交流硬件部件，这些硬件部件仅被表示，但未经导航。在一些实施方式中，此软件提供插入器174、插入器176、植入物I和/或端板182的可视化，其中类似解剖学视图中的多个平面同时可见，如图35-图37所示。这允许外科医生使植入物I在空间S内的位置可视化。如图38所示，植入物I显示为没有任何植入物添加物，诸如，举例而言，端板182。植入物I在图39中示出为与端板182附接。在一些实施方式中，此软件被配置成允许在外侧入路中使植入物I可视化，如图40所示，以确保端板不会突出到，例如，椎骨V的外侧环或外侧边界之外。
应当理解，可以对本文中所公开的实施方式进行各种修改。因此，以上描述不应被解释为限制性的，而仅仅是作为各种实施方式的范例。本领域的技术人员可在其所附权利要求的范围和精神内设想其它修改。
Claims (20)
1.一种脊柱植入物模板，包括：
轴，沿近端和远端之间的轴线延伸；和
接合部分，被配置成用于插入患者的外科手术部位，所述接合部分包括杆，所述杆从所述远端相对于所述轴线成锐角延伸，以利于所述接合部分围绕所述患者的脊髓进入并到达所述外科手术部位。
2.根据权利要求1所述的脊柱植入物模板，其中，所述锐角在约1°和约45°之间。
3.根据权利要求1所述的脊柱植入物模板，其中，所述锐角在约20°和约40°之间。
4.根据权利要求1所述的脊柱植入物模板，其中，所述接合部分包括耦接到所述杆的头部，所述头部包括圆柱形壁，所述圆柱形壁被配置成去除所述患者的手术部位处或附近、椎骨之间的骨和椎间盘组织。
5.根据权利要求4所述的脊柱植入物模板，其中，圆形开口延伸穿过所述圆柱形壁的厚度。
6.根据权利要求4所述的脊柱植入物模板，其中，所述头部和所述杆与所述轴整体地形成。
7.一种外科手术系统，包括：
脊柱植入物模板，包括：
轴，沿近端和远端之间的轴线延伸，和
接合部分，被配置成用于插入患者的外科手术部位，所述接合部分包括杆，所述杆从所述远端相对于所述轴线成锐角延伸，以利于所述接合部分围绕所述患者的脊髓进入并到达所述外科手术部位；以及
图像引导件，可与所述轴附接，所述图像引导件定位在外科手术导航系统的传感器的一定接近范围内，使得所述图像引导件将表示所述模板位置的信号传送到所述传感器。
8.根据权利要求7所述的外科手术系统，其中，所述图像引导件包括内表面，所述内表面限定被配置成用于布置所述轴的腔体。
9.根据权利要求7所述的外科手术系统，其中，所述图像引导件包括可与所述模板的凸缘接合以将所述图像引导件与所述模板固定的锁。
10.根据权利要求7所述的外科手术系统，其中，所述图像引导件包括发射器，所述发射器被配置成产生表示所述模板的位置的信号。
11.根据权利要求10所述的外科手术系统，其中，所述发射器包括相对的顶面和底面，所述发射器包括从所述顶面延伸的基准标记，所述接合部分包括耦接到所述杆的头部，所述头部包括圆柱形壁，所述圆柱形壁的顶面与所述发射器的顶面平行。
12.一种外科手术系统，包括：
脊柱植入物模板，包括：
轴，沿近端和远端之间的轴线延伸；和
接合部分，被配置成用于插入患者的椎骨之间，所述接合部分包括杆，所述杆从所述远端相对于所述轴线成锐角延伸，以利于围绕所述患者的脊髓进入，所述接合部分包括耦接到所述杆的头部，所述头部包括圆柱形壁，所述壁被配置成去除所述椎骨之间的骨和椎间盘组织；以及
脊柱植入物，
其中，所述脊柱植入物具有最大直径，所述脊柱植入物的最大直径小于或等于所述模板的最大直径。
13.根据权利要求12所述的外科手术系统，其中，所述脊柱植入物可在所述脊柱植入物具有第一高度的折叠状态和所述脊柱植入物具有第二高度的展开状态之间移动，所述第二高度大于所述第一高度。
14.一种外科手术系统，包括：
第一模板，包括沿第一近端和第一远端之间的第一轴线延伸的第一轴，所述第一模板包括第一接合部分，所述第一接合部分被配置成用于插入患者的椎骨之间，所述第一接合部分包括从所述第一远端相对于所述第一轴线成锐角延伸的第一杆和耦接到所述第一杆的第一头部，所述第一头部包括具有第一直径的第一圆柱形壁；和
第二模板，包括沿第二近端和第二远端之间的第二轴线延伸的第二轴，所述第二模板包括被配置成用于插入所述椎骨之间的第二接合部分，所述第二接合部分包括从所述第二远端相对于所述第二轴线成锐角延伸的第二杆和耦接到所述第二杆的第二头部，所述第二头部包括具有第二直径的第二圆柱形壁，
其中，所述第一直径与所述第二直径不同。
15.根据权利要求14所述的外科手术系统，还包括可与所述第一轴和第二轴附接的图像引导件，所述图像引导件被配置成相对于传感器定向，以传送表示所述第一模板的位置或所述第二模板的位置的信号。
16.根据权利要求15所述的外科手术系统，其中，所述图像引导件包括发射器，所述发射器被配置成产生表示所述第一模板的位置或所述第二模板的位置的信号。
17.根据权利要求14所述的外科手术系统，还包括第三模板，所述第三模板包括沿第三近端和第三远端之间的第三轴线延伸的第三轴，所述第三模板包括被配置成用于插入到所述椎骨之间的第三接合部分，所述第三接合部分包括从所述第三远端延伸使得所述第三杆平行于所述第三轴线的第三杆和耦接到所述第三杆的第三头部，所述第三头部包括矩形几何形状。
18.根据权利要求17所述的外科手术系统，还包括可与所述第一轴、第二轴以及第三轴附接的图像引导件，所述图像引导件被配置成相对于传感器定向，以传送表示所述第一模板的位置、所述第二模板的位置或所述第三模板的位置的信号。
19.根据权利要求18所述的外科手术系统，其中，所述图像引导件包括发射器，所述发射器被配置成产生表示所述第一模板的位置、所述第二模板的位置或所述第三模板的位置的信号。
20.一种外科手术系统，包括：
脊柱植入物模板，包括：
轴，沿近端和远端之间的轴线延伸，所述近端包括凸缘，和
接合部分，被配置成用于插入患者的椎骨之间，所述接合部分包括杆，所述杆从所述远端相对于所述轴线成锐角延伸，以利于围绕所述患者的脊髓进入；以及
图像引导件，可与所述轴附接并相对于传感器定向，以传送表示所述模板的位置的信号，所述图像引导件包括具有主体和一对间隔开的凸片的轴环，所述凸片中的每一个可相对于所述主体偏转，所述凸片中的每一个包括限定切口的内表面，所述切口具有被配置成接收所述凸缘以将所述图像引导件与所述模板连接的凸起部分。
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