CN115634079A - 层间腰椎椎间体融合系统和相关联机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开矫形植入物、系统、器械和方法。一种双门腰椎椎间体融合系统可包括可扩展椎间体植入物和微创的基于椎弓根的椎间盘内固定植入物。该椎间体植入物和该椎间盘内植入物可利用能够可重复地提供这些植入物的精确放置的智能器械来安装。该双门系统可以是机器人启用的，以将这些器械和这些植入物沿着期望进入轨迹引导到外科手术区域。

Description

层间腰椎椎间体融合系统和相关联机器人系统

技术领域

本申请整体涉及矫形固定装置，诸如例如用于脊柱手术的腰椎椎间体融合植入物、椎间盘内植入物、相关联器械和相关联方法。

背景技术

经椎间孔腰椎椎间体融合(TLIF)程序是一种标准手术技术，该技术用于在治疗多种脊柱病症诸如退行性椎间盘疾病和伴随脊椎前移的脊柱狭窄时提供支撑并且稳定脊柱椎骨和椎间盘空间。脊柱病理学的临床治疗可包括精确放置椎间体以恢复与双侧椎弓根螺钉(BPS)固定的前柱对准，以稳定与脊柱融合水平相邻的两个或更多个相邻椎骨体。

各种医源性病理学可伴随椎间体和双侧椎弓根螺钉放置而发生。这些病理学可能由于对椎间盘空间的外科手术进入窗口、无法将椎间体沿着骨突环精确地放置以用于高质量皮质骨支撑和/或无法恢复正常的解剖脊柱对准而导致。与椎弓根螺钉固定相关联的医源性病理学可包括但不限于螺钉的错位、在插入期间的肌肉/韧带断裂、由于因椎弓根螺钉导致的上相邻小面损毁所致的相邻节段疾病，以及棒构造、程序效率和器械故障。

通过管状方法进入椎间盘中所需的器械提供了有价值的减压，有效地完成高质量椎间盘切除术，插入和部署椎间体，并且插入椎弓根螺钉和棒构造在整个程序中也需要大量放射照相成像。这都会增加外科手术操作时间、辐射暴露，并且可能导致植入物和螺钉的错位。

存在对机器人启用的程序的临床需求，该机器人启用的程序提供与导航智能器械兼容的术前计划，该导航智能器械(1)在进入椎间盘空间时建立安全且可重复的直接减压；(2)提供增强的导航电动椎间盘切除技术；(3)允许可扩展椎间体的精确放置，该可扩展椎间体通过后路方法增加了沿着骨突环的表面积接触；和/或(4)利用微创固定方法来稳定相邻椎骨体而不会损毁上小面。

发明内容

为了满足此需求和其他需求，提供了矫形植入物、系统、器械和方法。植入物系统可包括单独使用或与一个或多个基于椎弓根的椎间盘内固定植入物结合使用的三腿可扩展椎间体。可使用机器人启用的双门腰椎椎间体融合程序来安装植入物，其中智能器械能够通过稳定和固定方法可重复地提供临床上优异的节段性校正，这些方法避免损毁患有一级或二级退行性病症的患者的上相邻小面关节。该程序可包括以下工作流程的一个或多个方面，该工作流程可使用成像、导航和/或机器人来辅助并增强：(1)术前计划；(2)端部执行器设置；(3)管状进入和减压或另选的可视化端口工作流程；(4)双门植入物套管插入；(5)双门椎间盘切除术；(6)椎间体部署、定位和扩展；(7)镍钛诺固定构造；以及(8)最终验证。

根据一个实施方案，一种用于稳定脊柱的矫形系统包括可扩展椎间体植入物以及第一基于椎弓根的椎间盘内植入物和第二基于椎弓根的椎间盘内植入物。可扩展椎间体植入物可包括第一可扩展侧向支腿、第二可扩展侧向支腿和可枢转地连接在第一侧向支腿与第二侧向支腿之间的第三中心支腿。第一侧向支腿和第二侧向支腿可独立地在高度上扩展以提供前凸和/或冠状调节。第一基于椎弓根的椎间盘内植入物和第二基于椎弓根的椎间盘内植入物可各自包括镍钛诺棒和可固定到镍钛诺棒的椎弓根螺钉。

基于椎弓根的椎间盘内植入物可包括以下特征中的一个或多个特征。镍钛诺棒可从被配置为与椎弓根螺钉配合的近侧端部延伸到被配置为接合骨的远侧端部。镍钛诺棒可具有自然弯曲状态，并且镍钛诺棒可被拉直以用于部署。镍钛诺棒的弯曲状态可以是多达180°的弧线。镍钛诺棒可具有带平面的多边形横截面。镍钛诺棒可被配置为插入穿过下椎骨的椎弓根，穿过下椎骨的椎骨体，穿过椎间盘空间，并且进入上椎骨的椎骨体。镍钛诺棒的近侧端部可包括外部带螺纹部分，该外部带螺纹部分被配置为与椎弓根螺钉的内部带螺纹部分配合。椎弓根螺钉可包括螺钉头，该螺钉头具有被配置为由多轴郁金香形头(tuliphead)接合的带螺纹或粗糙化纹理。

可扩展椎间体植入物可包括以下特征中的一个或多个特征。可扩展椎间体植入物的第一侧向支腿和第二侧向支腿可被配置为在一个或多个销处成角以增大植入物的总体占有面积。第一侧向支腿和第二侧向支腿可各自包括致动组件，该致动组件包括驱动螺钉，该驱动螺钉被配置为使可扩展椎间体植入物的第一侧向支腿和第二侧向支腿以及中心支腿扩展。

根据一个实施方案，基于椎弓根的椎间盘内植入物包括可弯折棒和椎弓根螺钉。可弯折棒可由形状记忆材料诸如镍钛诺构成。可弯折棒可从具有外部带螺纹部分的近侧端部延伸到具有被配置为接合骨的尖锐尖端的远侧端部。可弯折棒可具有带平面的多边形横截面。椎弓根螺钉可从具有螺钉头的近侧端部延伸到具有被配置为接合可弯折棒的尖端的远侧端部。椎弓根螺钉可具有带中空主体的带螺纹轴，该中空主体用于接纳可弯折棒的近侧端部。带螺纹轴可限定内部带螺纹部分，该内部带螺纹部分被配置为与可弯折棒的外部带螺纹部分配合。

根据另一实施方案，一种用于部署基于椎弓根的椎间盘内植入物的系统包括部署器械，该部署器械被配置为装载并部署可弯折棒。部署器械包括具有纵向轴线的主体，该主体具有：笔直部署管，该笔直部署管被配置为引入弯曲棒，由此当棒保持在部署管内时拉直该棒；和轴，该轴具有压紧盖。部署器械可包括T形手柄，该T形手柄具有被配置为接纳在具有压紧盖的轴之上的插座。当手柄围绕部署器械的纵向轴线旋转时，可弯折棒被拉延到部署管中。当部署器械的轴通过撞击压紧盖来沿着器械的纵向轴线向远侧平移时，轴迫使可弯折棒从部署管向外部署。

根据另一实施方案，一种用于稳定脊柱的方法包括：(1)将可扩展椎间体植入物定位在上椎骨与下椎骨之间的椎间盘空间中，该可扩展椎间体植入物具有三个铰接且可扩展支腿；(2)将第一可弯折棒从下椎骨的同侧椎弓根部署，穿过椎间盘空间，并且进入上椎骨的椎骨体；(3)穿过下椎骨的同侧椎弓根插入第一椎弓根螺钉，并且在第一可弯折棒之上驱动第一椎弓根螺钉以锚固第一可弯折棒；(4)将第二可弯折棒从下椎弓根的对侧椎弓根部署，穿过椎间盘空间，并且进入上椎骨的椎骨体；并且(5)穿过下椎弓根的对侧椎弓根插入第二椎弓根螺钉，并且在第二可弯折棒之上驱动第二椎弓根螺钉以锚固第二可弯折棒。

该方法还可包括：相对于彼此铰接可扩展椎间体植入物的三个支腿，以增大植入物的总体占有面积。可扩展椎间体植入物可沿着椎骨的骨突环放置以用于皮质骨支撑。可扩展椎间体植入物可扩展以独立地控制矢状和冠状校正。可扩展椎间体植入物可通过以下方式来定位在椎间盘空间中：穿过同侧套管插入附接到可扩展椎间体植入物的磁性缆线组件；穿过对侧套管插入铰接的磁体取回工具以磁性吸引并连接到磁性缆线组件；并且使铰接的磁体取回工具穿过对侧套管往回缩回，由此将缆线组件牵拉到对侧套管中并且将可扩展椎间体植入物定位在椎间盘空间中。可穿过同侧套管部署第一椎间盘内植入物，并且可穿过对侧套管部署第二椎间盘内植入物。第一椎间盘内植入物和第二椎间盘内植入物可相对于可扩展椎间体植入物居中定位。第一可弯折棒和第二可弯折棒可各自利用具有部署管和具有压紧盖的轴的部署器械来部署。每个可弯折棒可通过撞击压紧盖来部署，由此迫使棒从部署管向外部署。

根据另一实施方案，一种将可扩展椎间体植入物安装在两个相邻椎骨之间的椎间盘空间中的方法可包括：(1)穿过同侧套管插入缆线组件，该缆线组件包括在一个端部处具有磁性尖端并且在另一个端部处可附接到可扩展椎间体植入物的缆线，该可扩展椎间体植入物具有第一可扩展侧向支腿、第二可扩展侧向支腿以及可枢转地连接在第一侧向支腿与第二侧向支腿之间的第三中心支腿；(2)穿过对侧套管插入铰接的磁体取回工具；(3)将铰接的磁体取回工具朝向同侧套管铰接和引导，以磁性吸引并连接到缆线组件的磁性尖端；并且(4)使铰接的磁体取回工具穿过对侧套管往回缩回，由此将缆线组件牵拉到对侧套管中并且将可扩展椎间体植入物定位在椎间盘空间中。

安装可扩展椎间体植入物的方法还可包括：将缆线组件螺纹连接在可扩展椎间体植入物的第一可扩展侧向支腿上，之后穿过同侧套管插入缆线组件。该方法可包括：在将缆线放置在张力下时将第一插入件附接到可扩展椎间体植入物。该方法可包括：在缆线组件将可扩展椎间体植入物牵拉到铰接的U形位置中时利用第一插入件穿过同侧套管馈送可扩展椎间体植入物。在将缆线组件从可扩展椎间体植入物移除之后，第二插入件可附接到可扩展椎间体植入物，使得第一插入件和第二插入件分别刚性地连接到第一侧向支腿和第二侧向支腿，由此提供对可扩展椎间体植入物的双重控制。该方法还可包括：穿过第一插入件和第二插入件中的每一者插入驱动器，以独立地扩展第一侧向支腿和第二侧向支腿以控制矢状和冠状校正。

根据又一实施方案，一种用于安装基于椎弓根的椎间盘内植入物的方法可包括：(1)通过将具有自然弯曲形状的棒拉延到笔直部署管中来装载部署器械，该部署器械包括具有纵向轴线的主体，该主体具有笔直部署管和具有压紧盖的轴，由此当棒保持在部署管内时拉直该棒；(2)将部署管定位在下椎骨的椎弓根处；并且(3)通过撞击压紧盖以使部署器械的轴沿着纵向轴线平移而部署来自部署器械的棒，由此迫使棒从部署管向外部署，其中一旦被部署，棒就从椎弓根延伸，穿过椎间盘空间并且进入上椎骨的椎骨体中。用于安装基于椎弓根的椎间盘内植入物的方法还可包括：通过下椎骨的椎弓根固定椎弓根螺钉并且在棒的一个端部之上驱动椎弓根螺钉以锚固棒。

根据另一实施方案，一种双门的机器人启用系统可包括机器人系统和双门组件。该机器人系统可包括：基座，该基座包括计算机；显示器，该显示器电耦接到计算机；机器人臂，该机器人臂电耦接到计算机并且可基于由计算机处理的命令移动；端部执行器，该端部执行器具有电耦接到机器人臂的引导管，该引导管具有中心纵向轴线；以及相机，该相机被配置为检测一个或多个跟踪标记。该双门组件可包括支撑第一导航套管组件和第二导航套管组件的引导杆组件。引导杆组件可包括：中心引导杆，该中心引导杆被配置为插入引导管中；以及第一侧向翼部和第二侧向翼部，该第一侧向翼部和该第二侧向翼部定位在引导杆的相反侧上。第一导航套管组件和第二导航套管组件可各自包括中空管状套管，该中空管状套管被配置为将穿过相应套管放置的器械沿着期望进入轨迹引导到外科手术区域。

双门的机器人启用的系统可包括以下特征中的一个或多个特征。双门组件可被配置为围绕端部执行器的引导管的中心纵向轴线枢转。第一导航套管组件和第二导航套管组件可各自被配置为相对于引导管的中心纵向轴线独立地成角，由此提供到外科手术区域的期望进入轨迹。第一导航套管组件和第二导航套管组件的套管之间的宽度可以是可调节的。双门组件可包括多个跟踪标记，该多个跟踪标记被配置为监视引导杆组件以及第一导航套管组件和第二导航套管组件，由此提供导航和/或机器人辅助。第一侧向翼部可经由第一支撑臂支撑第一导航套管，并且第二侧向翼部可经由第二支撑臂支撑第二导航套管。第一侧向翼部和第二侧向翼部可各自包括细长狭槽，并且导航套管组件可沿着相应狭槽滑动以调节套管的宽度和/或成角。引导杆可被配置为滑动到端部执行器的引导管中，并且利用轴向锁定盖轴向锁定到引导管。轴向锁定盖可包括锁定按钮，该锁定按钮被配置为与引导杆上的凹槽接合。引导杆组件的旋转移动可能够利用中心轮手柄锁来锁定。

根据另一实施方案，一种双门组件可包括引导杆组件以及第一导航套管组件和第二导航套管组件。引导杆组件可包括：中心引导杆，该中心引导杆被配置为插入机器人系统的引导管中；以及第一侧向翼部和第二侧向翼部，该第一侧向翼部和该第二侧向翼部定位在引导杆的相反侧上。第一侧向翼部和第二侧向翼部可各自包括细长狭槽。第一导航套管组件可包括耦接到第一侧向翼部的第一套管。第一套管可被配置为沿着第一进入轨迹引导穿过第一套管放置的器械。第二导航套管组件可包括耦接到第二侧向翼部的第二套管。第二套管可被配置为沿着第二进入轨迹引导穿过第二套管放置的器械。第一导航套管组件和第二导航套管组件可沿着第一侧向翼部和第二侧向翼部中的相应狭槽滑动，以调节第一套管和第二套管的宽度和/或成角。

双门组件可包括以下特征中的一个或多个特征。第一导航套管组件和第二导航套管组件可沿着一个或多个棘轮移动，由此提供对第一套管和第二套管的宽度和/或角度的增量调节。棘轮可包括曲线棘轮，这些曲线棘轮被配置为模拟第一侧向翼部和第二侧向翼部的形状。棘轮可定位在细长狭槽中的每个细长狭槽上方和下方。第一导航套管组件和第二导航套管组件可各自包括可旋转旋钮，该可旋转旋钮被配置为独立地锁定第一套管和第二套管的最终位置。双门组件可包括位于引导杆、第一侧向翼部和第二侧向翼部以及第一套管和第二套管上的多个跟踪标记。

根据又一实施方案，一种双门的机器人启用的方法可包括：(1)利用具有带引导管的端部执行器的机器人系统执行术前计划，该术前计划包括拍摄术前图像并且计划一个或多个植入物的定位；(2)将双门组件的引导杆引入端部执行器的引导管中，该双门组件包括支撑第一导航套管组件和第二导航套管组件的引导杆组件，该第一导航套管组件和该第二导航套管组件各自被配置为沿着期望进入轨迹引导器械；(3)穿过第一导航套管组件和第二导航套管组件进入外科手术部位以执行减压；(4)穿过第一导航套管组件和第二导航套管组件定位植入物套管；(5)穿过植入物套管执行椎间盘切除术；(6)穿过植入物套管部署椎间体植入物；(7)穿过端部执行器的引导管安装椎间盘内植入物；并且(8)验证椎间体植入物和椎间盘内植入物的最终定位。第一导航套管组件和第二导航套管组件可各自包括可调节深度止动件，该可调节深度止动件被配置为设置到外科手术部位中的进入深度。

还提供了套件，这些套件包括不同类型和大小的植入物、棒、紧固件或锚固件、各种器械和工具、克氏针以及用于执行程序的其他部件。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述将更容易理解本发明的更完整的理解以及它们的伴随优点和特征，其中：

图1A至图1C分别示出了根据一个实施方案的利用固定系统的相邻椎骨的前视图、侧视图和轴向视图，该固定系统包括三腿可扩展椎间体和一对基于椎弓根的椎间盘内固定植入物；

图2A至图2D分别示出了根据一个实施方案的三腿可扩展椎间体植入物的顶视图、后视图和侧视图；

图3示出了根据一个实施方案的基于椎弓根的椎间盘内固定植入物的透视图；

图4A至图4B分别示出了图3的基于椎弓根的椎间盘内固定植入物的部件，这些部件包括镍钛诺棒和耦接到镍钛诺棒的椎弓根螺钉；

图5是根据一个实施方案的双门腰椎椎间体融合程序的工作流程的流程图；

图6A至图6B描绘了根据一个实施方案的包括具有引导管的端部执行器的机器人外科手术系统；

图7示出了根据一个实施方案的接纳在图6B的端部执行器的引导管中的机器人启用的双门后路进入组件的透视图；

图8A至图8C示出了根据一个实施方案的将双门组件的引导杆组件附接到端部执行器的引导管、使双门组件旋转并且对准双门组件以进入脊柱的方法；

图9A至图9B描绘了根据一个实施方案的双门组件的后视图，其示出了套管的宽度和角度的调节以安装可扩展椎间体植入物；

图10示出了根据一个实施方案的具有用于控制器械穿过套管的进入深度的可调节止动件的双门组件的前视图；

图11A至图11B分别示出了根据一个实施方案的双门组件的前视图和侧视图，其中导航器械穿过套管定位以进入椎间盘空间；

图12A至图12B分别示出了根据一个实施方案的双门组件的前视图和侧视图，其中另选的器械穿过套管定位以进入椎间盘空间；

图13A至图13C示出了根据一个实施方案的连接到引导杆组件的端口组件，其中端口之间的宽度和成角、端口的锥形成角和端口的深度可被调节以增加对外科手术部位的可视化；

图14A至图14D示出了根据一个实施方案的具有用于控制进入深度的可调节止动件的导航器械组件的分解视图和组装视图；

图15A至图15C示出了根据一个实施方案的可调节植入物套管和装载在植入物套管中的套管扩张器；

图16A至图16B分别示出了根据一个实施方案的具有可调节植入物套管和套管扩张器的双门组件；

图17A至图17B示出了根据一个实施方案的导航椎间盘切除器械；

图18A至图18C示出了根据一个实施方案的通过具有可调节植入物套管的双门组件的导航椎间盘切除程序；

图19A至图19B示出了根据另一实施方案的利用电动椎间盘切除器械的椎间盘切除程序；

图20A至图20C分别示出了根据一个实施方案的用于电动椎间盘切除器械的组织切割器的透视图、侧视图和前视图；

图21A至图21F示出了根据一个实施方案的利用磁性取回和部署工具以及牵引缆线组件将图2A至图2D的铰接的可扩展植入物安装在椎间盘空间中的方法；

图22示出了根据一个实施方案的具有穿过同侧和对侧植入物套管定位的可导航插入件的双门组件的完整概述；

图23A至图23B分别示出了根据一个实施方案的具有卡扣配合到相应插入件的同侧和对侧插入件的双门组件的前视图和透视图；

图24A至图24C示出了镍钛诺棒固定器械，该镍钛诺棒固定器械被配置用于装载并部署图3和图4A至图4B所示的基于椎弓根的椎间盘内固定植入物的镍钛诺棒；

图25A至图25F示出了根据一个实施方案的用于部署镍钛诺固定棒并且将椎弓根螺钉附接到该棒的系统和方法；并且

图26A至图26D分别示出了根据一个实施方案的包括可扩展椎间体植入物和两个椎间盘内固定装置的最终构造的后视图、侧视图、前视图和椎间盘内视图。

具体实施方式

本公开的实施方案整体涉及矫形植入物、系统、器械和方法。具体地，一种双门腰椎椎间体融合程序可包括：可扩展椎间体，该可扩展椎间体通过后路方法增加沿着骨突环的表面积接触；和微创的基于椎弓根的椎间盘内固定植入物，这些微创的基于椎弓根的椎间盘内固定植入物稳定相邻椎骨体而不会损毁上小面。椎间体和椎间盘内植入物可利用能够可重复地提供植入物的精确放置的智能器械来安装。该程序可在具有或没有导航和/或机器人辅助的情况下执行。机器人启用的程序可利用成像、导航和机器人来通过计划和可导航器械增强后路程序的质量和效率。

根据以下详细描述，本发明的示例性实施方案的另外的方面、优点和/或其他特征将变得显而易见。对于本领域的技术人员显而易见的是，本文所提供的所描述的实施方案仅仅是示例性且例示性的而非限制性的。设想了如落入本公开及其等效物的范围内的多个实施方案及其修改。

现在参考图1A至图1C，示出了用于融合两个相邻椎骨2的层间腰椎椎间体融合系统或矫形固定系统10。固定系统10可包括可扩展椎间体植入物12和一个或多个基于椎弓根的固定植入物14。可扩展椎间体植入物12定位在上椎骨体6与下椎骨体6之间的椎间盘空间4中。椎间体植入物12可沿着骨突环放置以用于皮质骨支撑。可扩展椎间体植入物12可包括双重独立扩展和成角以调节脊柱前凸和/或冠状平衡，由此允许恢复脊柱解剖对准。椎弓根固定植入物14可包括被配置为从下椎弓根8、穿过下椎骨体6、穿过椎间盘内空间4部署并且进入上椎骨体6的椎间盘内装置。第一椎弓根固定植入物和第二椎弓根固定植入物14可穿过下椎骨2的椎弓根8并且相对于椎间体植入物12居中定位。固定系统10可提供来自稳定装置12的优异节段性校正与独立控制的矢状和冠状校正和来自沿着骨突环的增加的终板接触的增加的稳定性，以及避免上小面关节的损毁和传统双侧椎弓根构造的潜在医源性影响的固定构造。

现在转向图2A至图2D，可扩展椎间体植入物12可包括三个节段或支腿20、22、24，这三个节段或支腿被配置为在销26处相对于彼此铰接或枢转，以增大植入物12的总体宽度或占有面积。植入物12可包括第一可扩展侧向支腿20、第二可扩展侧向支腿22和具有链节板28的第三前支腿或中心支腿24，这些链节板连接第一侧向支腿20和第二侧向支腿22。侧向支腿20、22中的每一者可包括致动组件30，该致动组件例如包括驱动螺钉或致动器，该驱动螺钉或致动器被配置为移动多个驱动斜坡，这些驱动斜坡使侧向支腿20、22的终板在高度上扩展。当第一侧向支腿20和/或第二侧向支腿22在高度上独立地扩展时，附接的链节板28被配置为被动地增加高度，由此提供前凸和/或冠状调节。

现在转向图3和图4A至图4B，基于椎弓根的固定植入物14可由两个生物相容性部件组成：棒40和螺钉42。棒40可由镍钛诺或其他形状记忆材料构成，这允许棒40在部署时弯折成弯曲状态。镍钛诺棒40可包括被配置为与椎弓根螺钉42配合的近侧端部44和被配置为接合骨的远侧端部46。镍钛诺的超弹性允许材料从其自然弯曲的状态拉延成笔直配置。在其松弛状态下，镍钛诺棒40可具有180°的曲线或弧线或多达180°的曲线或弧线。镍钛诺棒40的主体可具有带平面的多边形横截面。例如，主体可具有四边形横截面形状，诸如正方形。远侧端部46可包括被配置为刺穿骨的尖的或尖锐尖端。近侧端部44可包括与螺钉42配合的带螺纹部分48。镍钛诺棒40可穿过下椎骨2的椎弓根8部署，并且远侧端部46可穿过下椎骨2的椎骨体6，穿过椎间盘空间4并且进入上椎骨2的椎骨体6。

螺钉42可包括椎弓根螺钉，该椎弓根螺钉从具有螺钉头50的近侧端部延伸到具有被配置为接合镍钛诺棒40的尖端52的远侧端部。螺钉42可由钛或任何合适的生物相容性材料构成。螺钉头52可限定可由螺钉驱动器械或其他装置接合的驱动凹陷部。螺钉头50可具有任何一般形状。在所示的实施方案中，螺钉头50具有带螺纹或粗糙化的弯曲或球形表面。螺钉头50可与多轴郁金香形头介接，该多轴郁金香形头可保持脊柱棒。在例如美国专利10,368,917中更详细地描述了郁金香形头和棒构造的示例，该美国专利出于所有目的以引用的方式全文并入本文。螺钉42具有被配置为接合骨的带螺纹轴54。应当理解，带螺纹轴54可具有许多不同的特征，诸如导程、螺距、螺纹角、轴直径比螺纹直径、总体轴形状等。还可设想，带螺纹轴54可由被配置为接合骨的另一合适的骨紧固件诸如锚固件、夹具等取代。

椎弓根螺钉42的带螺纹轴54可限定用于接纳镍钛诺棒40的近侧端部44的中空主体。中空主体可沿着螺钉42的一部分或整个长度延伸。中空主体限定内部带螺纹部分，该内部带螺纹部分被配置为与镍钛诺棒40的外部带螺纹部分48配合。应当理解，一个或多个另外的特征可用于将螺钉42锁定到镍钛诺棒40，这些特征诸如椎弓根螺钉42内的被配置为卡扣到镍钛诺棒40的外部凹槽56中的卡扣环。椎弓根螺钉42可与镍钛诺棒40穿过下椎骨2的同一椎弓根8部署。椎弓根螺钉42被插入并驱动到镍钛诺棒40的近侧螺纹48之上，以紧握椎弓根8中的现有皮质骨并且将镍钛诺棒40的近侧端部44锚定到下椎弓根8。

现在转向图5，层间腰椎椎间体融合程序可具有用于准备并安装可扩展椎间体植入物12和基于椎弓根的固定植入物14的结构化工作流程60。工作流程60可包括以下步骤中的一个或多个步骤。(1)可对患者解剖结构执行术前成像62，诸如CT(计算机断层扫描)、MRI(磁共振成像)或其他相关成像。(2)术前计划64可提供可扩展椎间体12的计划放置、计划的进入路径、镍钛诺棒固定装置14的计划放置以及计划策略的审查。(3)可根据计划设置椎间盘空间4的进入和减压66。可通过MIS(微创手术)或开腹手术进入椎间盘空间4。该进入可利用导航器械和/或机器人辅助。(5)可执行双门椎间盘切除术68以提高软组织移除的效率和总体质量。(6)椎间体部署70可包括部署、定位、铰接和扩展植入物12。(7)镍钛诺固定部署72可包括将基于椎弓根的椎间盘内固定植入物14部署穿过下椎骨2的椎弓根8并进入上椎骨2的椎骨体6。(8)最终验证74可包括检查椎间体和基于椎弓根的固定植入物12、14的位置，并且确保最终构造完成术前计划并实现期望校正。可使用成像、导航和/或机器人来辅助并增强工作流程60。

图6A至图6B示出了外科手术机器人和导航系统80的示例。外科手术机器人系统80可包括例如外科手术机器人82、包括计算机的基座86、电耦接到计算机的显示器或监视器88(以及任选的无线平板电脑)、由计算机控制的一个或多个机器人臂84以及包括电耦接到机器人臂84的引导管92的端部执行器90。外科手术机器人系统80还可利用例如定位在单独的相机支架96上的相机94。相机支架96可具有任何合适的配置，以在期望位置移动、定向和支撑相机94。相机94可包括任何合适的相机或多个相机，诸如一个或多个红外相机(例如，双焦或立体摄影测量相机)，能够识别例如从相机94的视角可视的给定测量体积中的有源和/或无源跟踪标记。相机94可扫描给定测量体积并且检测来自标记的光，以便识别并确定标记在三维中的位置。例如，有源标记可包括由电信号激活的红外发射标记(例如，红外发光二极管(LED))，并且无源标记可包括反射例如由相机94上的照明器或另一合适的装置发射的红外光的回射标记(例如，它们将入射的IR辐射反射到入射光的方向中)。

外科手术机器人82能够控制端部执行器90的平移和取向。例如，机器人82可能够沿着x轴、y轴和z轴移动端部执行器90。端部执行器90可被配置用于围绕x轴、y轴和z轴中的一者或多者以及Z框架轴选择性地旋转(使得与端部执行器90相关联的欧拉角(EulerAngle)(例如，滚动、俯仰和/或偏航)中的一者或多者可被选择性地控制)。在一些示例性实施方案中，对端部执行器90的平移和取向的选择性控制可容许以显著提高的准确度执行医疗程序。

机器人定位系统82包括一个或多个计算机控制的机器人臂84，以辅助外科医生相对于术中患者图像计划一个或多个导航器械的位置。系统80包括2D和3D成像软件，该成像软件允许通过动态参考基准、导航器械和定位相机94进行术前计划、导航和指导，以便放置脊柱、矫形或其他装置。外科手术机器人和/或导航系统的另外的示例可在例如美国专利10,675,094和美国专利9,782,229中发现，这些美国专利出于所有目的以引用的方式全文并入本文。

现在转向图7和图8A至图8C，示出了双门后路进入系统和技术，该双门后路进入系统和技术可被机器人启用以在手术期间辅助外科医生。双门组件100可被配置为附接到机器人82的端部执行器90的引导管92。以此方式，机器人82被配置为控制双门组件100相对于外科手术区域的位置和取向。双门组件100包括引导杆组件102、第一导航套管组件104和第二导航套管组件106。整个双门组件100被配置为围绕端部执行器90的引导管92的中心纵向轴线A枢转或旋转。第一导航套管组件104和第二导航套管组件106各自被配置为相对于中心纵向轴线A独立地成角，由此提供到外科手术区域的期望进入轨迹。双门组件100可包括多个跟踪标记108，该多个跟踪标记被配置为监视双门组件100的各种特征并且在手术期间提供导航和/或机器人辅助。

如图8A最佳所见，引导杆组件102包括中心引导杆110，该中心引导杆被配置为插入端部执行器90的引导管92的底部中。引导杆组件102包括用于保持第一侧向翼部114和第二侧向翼部116的中心支撑臂112。第一侧向翼部114和第二侧向翼部116定位在引导杆110的相反侧上，并且在相互之间的相反方向上向外延伸。第一侧向翼部114经由第一支撑臂124支撑第一导航套管120，并且第二侧向翼部116经由第二支撑臂126支撑第二导航套管122。导航套管120、122各自包括分别限定中心纵向轴线A1、A2的长中空管状主体。每个导航套管120、122被配置为将穿过相应套管120、122放置的器械沿着期望轨迹引导到外科手术部位。

进一步重点介绍图8A，引导杆110被配置为滑动到端部执行器90的引导管92中并且轴向锁定到该引导管。例如，引导杆110可卡扣到轴向锁定盖130中。轴向锁定盖130可卡扣在端部执行器90的内侧部分上，以避免阻挡红外LED 132，这些红外LED充当端部执行器90的跟踪标记。锁定盖130的上部部分可搁置在端部执行器90高于引导管92的顶表面上。锁定盖130可包括锁定按钮134，该锁定按钮被配置为与引导杆110的凹槽136接合。凹槽136可定位在引导杆110的近侧端部处的两个环形环之间。锁定按钮134可以是弹簧加载的，以当引导杆110向上滑动通过端部执行器90的引导管92的内径时自动接合凹槽136。当与锁定盖130锁定时，引导杆组件102轴向约束到引导管92，但仍被容许围绕引导管92的纵向轴线A旋转。另选地，与机器人82的端部执行器90的锁定连接可构建到引导杆110中，而不是通过端部执行器90连接。应当理解，也可利用其他合适的锁定机构。

在引导杆组件120轴向锁定到端部执行器90之后，引导杆组件120可旋转到期望位置。如图8B所示，第一侧向翼部114和第二侧向翼部116可围绕引导管92的纵向轴线A旋转。一旦获得期望的旋转位置，组件102的旋转移动就可利用中心轮手柄锁140固定。中心轮手柄锁140可具有安装到引导杆组件120中的带螺纹孔中的带螺纹螺栓148。中心轮手柄锁140的旋转拧紧、保持和锁定引导杆组件120的最终位置。应当理解，还可利用另一合适的锁来固定引导杆组件120。

重点介绍图9A至图9B，在旋转位置已被锁定之后，第一导航套管120和第二导航套管122的宽度和/或成角可被独立地调节。第一侧向翼部114和第二侧向翼部116可以是弯曲的或成角度的，以允许在套管120、122沿着侧向翼部114、116移动时对套管120、122进行角度调节。例如，第一侧向翼部114和第二侧向翼部116可以是弯曲的或成角度的，使得翼部114、116的终端向下指向，由此在套管120、122从中心引导杆110进一步移动时提供更大程度的成角。

第一侧向翼部114和第二侧向翼部116中的每一者可包括用于固定相应的第一导航套管组件104和第二导航套管组件106的细长狭槽142。导航套管组件104、106可沿着相应狭槽142滑动以调节套管120、122的宽度和/或成角。如图8B最佳所见，翼部114、116的顶表面可各自包括分度、指示标尺或其他标记144，以提供对套管120、122的距离和/或角度的视觉反馈。例如，每个套管120、122的每个分度标尺144可在10°-24°的范围内，其中增量为2°。套管组件104、106的支撑臂124、126的顶面中的开口150可提供指示标尺144上的分度标记的精确读数。

套管组件104、106可沿着一个或多个棘轮146移动。棘轮146可包括线性或曲线棘轮146，这些棘轮被配置为模拟侧向翼部114、116的形状。棘轮146可定位在细长狭槽142上方和下方。棘轮146可包括用于使套管组件104、106沿着侧向翼部114、116独立地移动的齿条和小齿轮系统。棘轮146可提供套管120、122的宽度和/或角度的增量调节。例如，第一套管120的角度可对准以匹配植入物12的第一侧向支腿20的期望位置，并且第二套管122的角度可对准以匹配植入物12的第二侧向支腿22的期望位置。另外，第一套管120与第二套管122之间的宽度可匹配植入物12的侧向支腿20、22之间的期望宽度。套管120、122的宽度和/或角度可各自独立地与可旋转旋钮152锁定。旋钮152中的每个旋钮的旋转拧紧、保持和锁定套管120、122中的每一者的最终位置。应当理解，可利用任何合适的锁来固定套管120、122。

双门组件100可包括多个跟踪标记108，诸如无源球形标记，这些跟踪标记被配置为分别监视引导杆组件102以及第一导航套管组件104和第二导航套管组件106的位置。在所示的实施方案中，使用九个标记108来跟踪部件的定位和位置，但是应当理解，可选择任何合适数量和配置的标记。引导杆110的远侧端部可包括第一跟踪标记108。第一侧向翼部114的终端可包括第二跟踪标记108，并且第二侧向翼部116的终端可包括第三跟踪标记108。第一支撑臂124的底部可包括第四跟踪标记108，并且第二支撑臂126的底部可包括第五跟踪标记108。第一导航套管120可包括沿着套管120的中心纵向轴线A1对准的第六跟踪标记和第七跟踪标记108。第二导航套管122可包括沿着套管122的中心纵向轴线A2对准的第八跟踪标记和第九跟踪标记108。以此方式，跟踪标记108被配置为向机器人系统80提供关于套管120、122和双门组件100的信息，诸如位置、取向、距离、角度和其他相关信息。

现在转向图10、图11A至图11B和图12A至图12B，每个套管组件104、106可包括被配置为设置到外科手术部位中的进入深度的可调节止动件160、162。可针对例如用于异常患者解剖结构的定制进入的轨迹中的每个轨迹独立地设置深度控制。每个止动件160、162可包括套筒或管状主体，该套筒或管状主体被配置为在相应套管120、122之上或沿着相应套管滑动。止动件160、162可沿着沿套管120、122的中心纵向轴线A1、A2延伸的细长狭缝164滑动。来自止动件160、162的销或其他接合构件可能够接纳在狭缝164中以将止动件160、162引导到期望深度。深度可用杠杆闩锁166锁定。杠杆闩锁166可包括定位在套管120、122的相反侧上的一对可枢转拇指闩锁。当被一起按下并挤压时，杠杆闩锁166允许深度止动件160、162沿着套管120、122的长度滑动。当被释放时，杠杆闩锁166锁定深度止动件160、162的位置，由此为穿过套管120、122放置的任何器械提供最大进入深度。对于图10所示的实施方案，沿着轴线A1的右轨迹与沿着轴线A2的左轨迹相比提供对椎间盘空间4更深的进入。应当理解，止动件160、162可被独立地调节以提供相同或不同的进入深度。另选地，代替手动控制，机器人82可控制并自动生成用于套管120、122的宽度、成角和/或可调节深度控制设置。

重点介绍图11A至图11B，导航器械170可穿过每个套管120、122定位以进入外科手术部位。导航器械170可从近侧端部172延伸到远侧端部174，该近侧端部具有被配置为由用户抓握的手柄，该远侧端部具有被配置为进入外科手术部位的尖端。导航器械170可包括具有多个跟踪标记178诸如球形无源标记的阵列176，这些标记被配置为通过导航和机器人系统80识别并监视器械170的移动。导航器械170可与扩张器、偏心护套、对接小面扩张器和其他器械相容。图12A至图12B示出了分别穿过套管120、122定位的器械180。止动件160、162可利用存在的器械180调节。通过移除导航阵列176，器械180可提供对外科手术部位的改进的可视化。

重点介绍图13A至图13C，示出了根据一个实施方案的直接可视化端口组件190、192。直接可视化端口组件190、192可替换套管组件104、106以增加在减压期间对神经元的可视化。引导杆组件102的第一侧向翼部114支撑第一端口组件190，并且引导杆组件102的第二侧向翼部116支撑第二端口组件192。端口组件190、192中的每一者可包括进入端口194、可移动附接组件196以及将进入端口194连接到附接组件196的延伸臂198。以与套管组件104、106相同的方式，附接组件196可沿着相应狭槽142滑动通过第一侧向翼部114和第二侧向翼部116，以调节端口组件190、192之间的宽度和/或成角。如图13A所示，每个附接组件196和进入端口194可沿着中心纵向轴线B1、B2对准。

进入端口194可包括用于进入外科手术部位的中空管状主体。端口194可利用套环202附接到延伸臂198的远侧端部，该套环在进入端口194的近侧端部处提供可枢转关节。套环202可具有与端口194的锥形、球形或其他合适的接口以允许端口194的独立成角。如图13B所示，右端口194能够侧向向外成角并且与纵向轴线B1偏轴。在图13C中，右端口194能够朝向中线向内成角，但仍与纵向轴线B1偏轴。应当理解，左端口和右端口194两者基于对外科手术部位的期望进入具有独立的成角。端口194的深度也可经由延伸臂198控制。延伸臂198可朝向或背离外科手术部位平移端口194，由此提供对端口194中的每个端口的定制可调节性。因此，端口194之间的宽度和成角、端口194的锥形成角和端口194的深度可被调节以增加可视化并且提高围绕脊柱的神经元的安全性。

图14A至图14D描绘了根据一个实施方案的可导航器械组件210。可导航器械组件210可包括器械212和可调节止动件160。尽管描述了止动件160，但应当理解，止动件162是相同的，或另一合适的止动件可以是取代的。器械212可包括从被配置为附接到电动手柄的近侧端部214延伸到具有器械尖端的远侧端部216的主体。器械尖端216可包括骨钻、钻头、骨凿、铰刀或用于切割和/或移除骨的其他合适的器械。器械212可被供电以提供高速、振荡或其他合适的电动尖端216。器械212的轴218可支撑阵列220，该阵列具有多个跟踪标记222诸如球形无源标记，这些标记被配置为通过导航和机器人系统80识别并监视器械212的移动。器械212的轴218可通过固定套筒222接纳，该固定套筒将可调节止动件160附接到器械212。固定套筒222穿过可调节止动件160的管状主体定位。固定套筒222包括位于其近侧端部处的扩大颈部226，该扩大颈部被配置为当穿过其接纳时邻接止动件160的近侧端部。固定套筒22包括一个或多个肋状部分228，该一个或多个肋状部分被配置为与杠杆闩锁166的可枢转拇指闩锁介接，由此固定止动件160的位置。器械组件210可单独导航或通过套管诸如导航套管120、122中的一者来导航以执行外科手术程序。

现在转向图15A至图15C和图16A至图16B，示出了根据一个实施方案的可调节植入物套管230。可调节植入物套管230包括中空套管主体232和可调节带螺纹盖234。套管主体232从近侧端部236延伸到远侧端部238。近侧部分236可外部带螺纹以与内部带螺纹盖234接合。在盖234旋转时，调节植入物套管230的总体长度。指示器240可用于将可调节植入物套管230设置为计划的深度。指示器240可包括穿过带螺纹盖234的窗口和可与诸如以2为增量在0与12之间的分度值对准的标记。在已设置深度之后，可将套管扩张器242装载到植入物套管230中，如图15C所示。套管扩张器242可包括位于其近侧端部处的盖244和被配置为扩展的远侧尖端246。套管扩张器242的远侧尖端246可键接到位于套管主体232的远侧端部238处的对应凹陷部248中。

如图16A所示，可调节植入物套管230可穿过导航套管120、122定位。在图16B中，每个套管扩张器242穿过植入物套管230定位。为了组装，可撞击扩张器242的盖244，直到盖244冲击导航套管120、122的面为止，并且植入物套管230可在计划的深度处同时锁定到导航套管120、122中。然后可使扩张器242扩展以产生或扩大骨中的空间。在移除扩张器242之后，植入物套管230可用于椎间盘切除术。

现在转向图17A至图17B，示出了根据一个实施方案的可导航椎间盘切除器械250。可导航椎间盘切除器械250包括细长固定主体252、邻接固定主体252的细长可滑动主体254、连接到固定主体252的固定手柄256、销连接到固定手柄256的铰接的夹持件258以及被配置为切割骨的铰接的远侧尖端260。当铰接的夹持件258朝向固定手柄256挤压时，可滑动主体254沿着固定主体252纵向平移，以由此使铰接的尖端260围绕枢轴销枢转。图17A示出了处于开放伸出位置的铰接的尖端260，并且图17B示出了向内挤压以使尖端260枢转的铰接的夹持件258，由此将尖端260朝向固定主体252折叠以切割并移除软组织。

可导航椎间盘切除器械250可包括用于跟踪器械250的放置和取向以及椎间盘切除尖端260的铰接的一个或多个跟踪标记264、268。固定主体252可支撑具有由导航和机器人系统80识别并监视的多个跟踪标记264诸如球形无源标记的跟踪阵列262。另外，可枢转臂266可支撑单个标记268，该单个标记在铰接的夹持件258被挤压时移动。因此，单个标记268可相对于固定标记264的阵列262移动。如图17A所示，单个标记268具有当铰接的尖端260向远侧延伸时向近侧指向的第一位置。当夹持件258被挤压并且尖端260被枢转时，单个标记268枢转到向远侧指向的第二位置，如图17B所示。以此方式，导航和机器人系统80能够跟踪远侧尖端260的放置和铰接以确认软组织移除和终板准备。这可用于通过帮助确认放置和取向来增强椎间盘切除术。

如图18A至图18C所示，可利用椎间盘切除器械250执行椎间盘切除术。在植入物套管230被插入并轴向锁定在导航套管120、122中之后，可通过植入物套管230执行椎间盘切除术，以提高软组织移除的效率和总体质量。在图18A至图18C中，一对椎间盘切除器械250穿过植入物套管230插入并进入椎间盘空间4，并且铰接的尖端260被枢转以移除软组织。双重椎间盘切除术可导致更容易的椎间体插入和定位，并且可增大椎间盘空间中骨移植物的体积以促进更快的融合。椎间盘切除器械250可利用导航来跟踪远侧尖端260处的放置和铰接，以确认椎间盘的自动生成的体积空间中的软组织移除和终板准备。

重点介绍图19A至图19B和图20A至图20C，示出了根据另一实施方案的电动椎间盘切除器械270。椎间盘切除器械270可例如由马达供电，以提供相邻椎骨的终板之间的椎间盘材料的增强移除。电动椎间盘切除器械270可包括可被配置为同时从椎骨2的下终板和上终板释放髓核和纤维环两者的铰接的软组织切割器、刮匙或切割尖端272。如图19A至图19B所示，包括切割尖端272的椎间盘切除器械270被配置为穿过植入物套管230装配以进入椎间盘空间4。切割尖端272可被铰接以到达椎间盘空间4周围。尽管示出了仅一个植入物套管230和器械270，但应当理解，对于双门椎间盘切除术，可单独地在对侧上使用器械270或可与同侧同时地在对侧上使用器械。

如图20A至图20C所示，切割尖端272可包括上终板274和下终板276，这些终板具有被配置为切割并释放椎间盘材料的多个齿状物。椎间盘切除器械270的切割尖端272可被配置用于无源扩展性。上终板274和下终板276可能够背离彼此扩展。在椎间盘材料被切割、释放和抽空时，在椎骨2的下终板和上终板之间产生空间。切割器272中的一个或多个弹簧切口278可允许无源扩展。如图20C最佳所示，弹簧切口278可由中心狭缝280分叉，该中心狭槽在其塌缩状态下为切割器272提供内置间隙。

现在转向图21A至图21F，示出了根据一个实施方案的插入并定位可扩展椎间体植入物12的方法。椎间体植入物12可利用第一插入件300通过以下方式定位到椎间盘空间4中：穿过一个植入物套管230插入椎间体12，使用缆线296将植入物12的侧向支腿20牵引到相对植入物套管230，并且穿过相对植入物套管230连接第二插入件302。螺纹连接到植入物12的一个支腿20上的缆线组件292可使用磁体294来将椎间体12牵拉到其自然U形位置中，其中侧向支腿20、22的近侧端部穿过相应植入物套管230连接到插入件300、302。

重点介绍图21A，铰接的磁体取回和部署工具290可穿过对侧植入物套管230部署。铰接的磁体工具290可被铰接以朝向同侧植入物套管230引导工具290。铰接的磁体工具290可磁性地吸引并连接到缆线组件292的穿过同侧植入物套管230定位的磁性尖端294。缆线组件292包括附接到牵引缆线296的磁性尖端294。牵引缆线296可包括缆线、线材、绳索、链或被配置为在植入物套管230之间牵引的其他合适的线。牵引缆线296可在磁性尖端294处具有卷曲端部。牵引缆线296的相对端部可耦接到植入物12的侧向支腿20的端部。例如，牵引缆线296可利用近侧带螺纹盖298固定到植入物12。

如图21B所示，铰接的磁体工具290穿过对侧植入物套管230往回缩回，由此将磁性尖端294和所附接缆线296牵拉到对侧植入物套管230中。在铰接磁体取回工具290以穿过对侧植入物套管230连接并牵拉缆线组件292的卷曲端部之后，可将缆线296放置在张力下，原因是同侧插入件器械300刚性地连接到植入物12的第二侧向支腿22。

在图21C中，植入物12经由插入件300穿过同侧植入物套管230馈送，其中缆线组件292仍附接到植入物20的相对端。20。植入物12在销26处铰接。如图21D所示，缆线296可帮助将椎间体12牵拉到其铰接的U形位置中，其中侧向支腿20、22在销26处弯折以增大植入物12的总体宽度或占有面积。带螺纹盖298可与对侧植入物套管230的出口对准。可期望在从椎间体12拧开近侧带螺纹盖298以将缆线组件从椎间体12释放之前检查插入件连接的刚性。

图21E示出了插入件300、302的视图，其中为清楚起见省略了套管230。插入件300、302可各自包括外部套筒304，其中轴306延伸穿过该外部套筒。轴306的终端可提供与植入物12的侧向支腿20、22的端部的螺纹接合。在图21E中，第二插入件器械302的带螺纹套筒304和反扭矩轴306穿过对侧植入物套管230定位。在图21F所示的最终配置中，第二插入件302螺纹连接到植入物20的对侧支腿20上，而第一插入件300仍刚性地连接到植入物20的同侧支腿22。该双重连接提供了植入物12的双重椎间体控制。因此，植入物12和侧向支腿20、22中的每一者的总体位置可由插入件300、302两者操纵或移动。

图22示出了具有可导航插入件300、302两者的双门组件100的完整概述。引导杆组件102将第一导航套管组件104和第二导航套管组件106沿着期望轨迹固定。植入物套管230穿过相应导航套管组件104、106定位。插入件300、302穿过相应植入物套管230定位。一旦插入件300、302两者连接到植入物12的侧向支腿20、22，可导航阵列308就可附接到插入件300、302以用于精确放置椎间体12，由此提供优异节段性校正和稳定。

现在转向图23A至图23B，一旦准确放置和定位塌缩的椎间体植入物12，就可通过插入件300、302放置驱动器310以使植入物12扩展。在移除插入件300、302的手柄和阵列308之后，驱动器310可放到同侧插入件300和对侧插入件302两者并且轴向夹持到相应插入件300、302。每个驱动器310的远侧尖端可与植入物12的致动构件30介接，以允许植入物12的侧向支腿20、22的独立扩展。驱动器310的手柄可旋转以使致动构件30旋转，由此使植入物12的相应支腿20、22扩展。阵列和/或智能器械可用于确保植入物12的平行、前凸、冠状或其他期望的扩展。

现在转向图24A至图24C和图25A至图25F，在植入椎间体12之后，可安装基于椎弓根的椎间盘内固定植入物14。图24A至图24C示出了根据一个实施方案的棒固定器械320。棒固定器械320被配置为装载并部署基于椎弓根的椎间盘内固定植入物14的棒40。棒固定器械320可包括主体322，其中部署管324位于该主体的远侧端部处。部署管324是笔直的并且被配置为引入弯曲棒40，由此当棒40保持在部署管324内时拉直该棒。器械320可通过将棒40从带螺纹近侧端部48引入来将镍钛诺棒40装载到笔直部署管324中。部署管324可针对具体大小产品定制，原因是镍钛诺棒40的弯径或头尾高度可具有成比例的棒厚度以改进与其强度成比例的超弹性特性。

棒固定器械320可包括T形手柄326，该T形手柄具有被配置为接纳在具有压紧盖336的轴330之上的插座328。插座328卡扣成与按钮332驱动接合。当手柄326围绕器械320的纵向轴线旋转时，镍钛诺棒40被拉延到部署管324中。手柄326可通过驱动接合按钮332的卡扣释放来释放。如图24C所示，在引导杆组件102已从端部执行器90的引导管92移除之后，镍钛诺部署器械320随后穿过端部执行器90的引导管92定位。器械320可通过器械320的主体322中的外部周向凹槽334锁定到轴向锁定盖130中。

如图25A至图25B所示，棒固定器械320被设置到用于部署棒40的位置中。在进入脊柱的后部之后，端部执行器90被设置在适当位置。孔可预钻到下椎骨2的椎弓根8中。镍钛诺棒40可被设置到准备孔中，锁定到端部执行器90中，并且准备好压紧以用于部署。

在图25C至图25D中，镍钛诺棒40穿过下椎骨体6、穿过椎间盘空间4部署并且进入上椎骨体6。部署器械320的轴330可例如通过利用外科手术锤撞击压紧盖336来沿着器械320的纵向轴线向远侧平移。轴330迫使镍钛诺棒40从部署管324向外部署。超弹性镍钛诺的特性允许镍钛诺棒40在整个部署过程中返回到其自然弯曲状态，从而从下椎弓根8扫过，穿过椎间盘内空间4，向侧向椎间体支腿20、22居中，并且进入上椎骨体6。在压紧盖336降到最低点之后，棒40完全部署，并且部署器械320可被移除。

在图25E至图25F中，椎弓根螺钉42被固定并锚固到镍钛诺棒40。穿过引导管92定位的驱动器340将椎弓根螺钉插入下椎弓根8中。椎弓根螺钉42被插入并驱动到镍钛诺棒40的近侧螺纹48之上，以紧握椎弓根8中的现有皮质骨并且将镍钛诺棒40的近侧端部44锚定到下椎弓根8。然后可针对对侧上的第二椎间盘内固定植入物14重复图25A至图25F所示的过程。

图26A至图26D示出了包括椎间体植入物12和两个椎间盘内植入物14的完整构造10的示例。图26A提供了定位到下椎骨2的椎弓根8中的脊柱和两个椎间盘内植入物14的后视图。图26B示出了脊柱的侧视图，其中椎间体植入物12定位在椎骨2之间的椎间盘空间4中。图26C示出了脊柱和椎间体植入物12的前视图。图26D是包括椎间体植入物12和两个椎间盘内植入物14的系统10的椎间盘内视图。完整构造10根据后路方法提供优异的稳定性。椎间盘内植入物14不损毁上小面关节，从而限制可由上相邻小面损毁导致的相邻节段疾病。

根据一个实施方案，该程序可利用导航和/或机器人辅助来执行。机器人启用的程序可包括使用成像、导航和机器人辅助并增强的工作流程，包括：(1)术前计划；(2)端部执行器设置；(3)管状进入和减压或另选的可视化端口工作流程；(4)双门植入物套管插入；(5)双门椎间盘切除术；(6)椎间体部署、定位和扩展；(7)镍钛诺固定构造；以及(8)最终验证。机器人启用的程序可利用成像、导航和机器人来通过计划和可导航器械增强后路程序的质量和效率。

工作流程中的第一步骤可包括术前计划。用于机器人启用的双门椎间体融合技术的结构化工作流程的重要性在术前成像和计划阶段中强调。可在机器人80的监视器88上提供逐步用户接口，以通过精确的椎间体放置、深度控制的进入减压器械和固定计划部署来引导医疗保健专业人员。这些方面的控制可在添加用于标识和可视化神经元的CT-MRI合并显示器的情况下利用患者解剖结构的矢状、轴向、冠状和3D体积视图来增强，以用于安全且可重复的程序。

计划阶段可遵循详细的检查表。在选择要在监视器88上校正的水平之后，3腿椎间体植入物12的前支腿或中心支腿24的虚拟表示可沿着骨突环的前侧放置在中线上。该椎间体12在侧向支腿20、22上具有双重独立扩展和成角。椎间体12可基于前支腿24的宽度以及侧向支腿20、22的成角和长度利用双门进入椎间盘空间4。侧向支腿20、22的成角在计划水平上可在横向平面上控制，从而从居中移位到侧向。侧向支腿20、22的平行和前凸扩展可在程序之前独立地或彼此镜像地计划。椎间体占有面积的所有大小设定、定位和扩展用于帮助定制对患者解剖结构的校正。

一旦设置所计划的前宽度和支腿成角，外科医生就可计划移除后骨解剖结构以进入椎间盘空间4。例如，预先计划的深度止动件可用于在给定轨迹上进入器械。在一个实施方案中，可设置止动件160、162以保护神经解剖结构免受电动器械的影响。所计划的植入物套管深度可相对于椎间体12的左侧向支腿20和右侧向支腿22的近侧端部独立地设置。

术前计划检查列表中的最终阶段是关于轨迹、棒大小设定和椎弓根螺钉大小设定计划镍钛诺固定植入物14。镍钛诺固定植入物14可相对于侧向支腿20、22居中设置并且向后设置到椎间体12的前支腿24。在不损毁小面或损坏上椎骨2的椎弓根8的轴线的情况下，基于哪个弯径配合在下椎骨体和上椎骨体6内来确定大小产品。椎弓根螺钉42的大小可被设定成确保在螺钉头50从椎弓根8突出时利用螺钉42捕获镍钛诺棒40的近侧端部44。

工作流程中的第二步骤可包括端部执行器手动设置。一旦完成术前计划概述，就可将引导杆组件102引入端部执行器90以引入单位置双门控制。轴向锁定盖130可卡扣在端部执行器90的内侧部分上，以避免阻挡红外LED 132。引导杆110可滑动通过端部执行器90的引导管92的内径，以将组件与端部执行器高度轴向锁定。在另选的设计中，与机器人82的连接可构建到引导杆110中，而不是通过端部执行器90连接。

一旦引导杆110卡扣并轴向锁定，组件100就可围绕端部执行器90旋转，直到所计划水平平面与导航套管120、122平行为止。标记108由相机系统94识别以标注偏离平面的角度，并且当标注处于0°时，引导杆110可被最终锁定。在旋转地锁定引导杆110后，可手动调节引导杆组件102的宽度以匹配前支腿宽度，然后可调节节导航套管120、122的角度以与术前计划、大小设定和定位一致。导航套管120、122的轴线可与在计划概述中发现的侧向支腿20、22的居中-侧向角度对齐。导航套管120、122可被最终锁定以在向前移动到深度控制之前确保引导杆和导航套管刚度。

利用由外而内的方法工作，进入减压可开始移除双侧小面关节。例如，通过将可调节止动件160、162设置到其初始深度，可采取安全和防护措施来离开神经元。深度控制可根据计划设置，并且保持独立于左轨迹和右轨迹，以用于对异常患者解剖结构的定制进入。该手动设置的另选设计是向单位置双门端部执行器提供动力，该端部执行器可根据术前计划自动生成宽度、成角和可调节深度控制设置。

工作流程中的第三步骤可包括管状进入和减压或另选的直接可视化端口。与在移除后路结构解剖结构并且保护小面关节前面的神经元时的直接可视化相比，外科医生利用管状方法的舒适度仍存在可变性。为了适应，除了管状进入和减压工作流程之外，可与引导杆系统102一起利用由直接可视化端口194组成的另选的工作流程。可利用高速骨钻、振荡钻头和手动骨凿器械的混合使用以增强来自不同技术背景和训练的外科医生的舒适度。另选的工作流程保持相同的所计划轨迹、具有每个工作流程所提供的益处。

利用导航套管120、122的MIS进入工作流程提供管状进入和减压益处，包括：(1)深度控制兼容性；(2)与扩张器、偏心护套、对接小面扩张器和器械的导航套管兼容性；(3)量减少的后路结构解剖结构；以及(4)经流线化以立即插入椎间体套管。利用端口194的直接可视化进入工作流程可具有锥形成角。直接可视化可提供增加的可视化以用于彻底减压，并且增加的可视化可增加关于神经元的安全性。

工作流程中的第四步骤可包括双门植入物套管插入。在彻底进入和减压已从双侧轨迹充分移除所有障碍骨之后，无论所使用的进入工作流程如何，导航套管120、122都可与锁定到其最低高度的可调节止动件160、162一起使用以用于植入套管插入。可根据计划将植入物套管230调节到计划的深度，然后可将套管扩张器242装载到套管232的远侧尖端238处的键接特征248中。可撞击套管扩张器242的近侧端部，直到盖242冲击导航套管120、122的面为止，并且植入物套管230在计划的深度处同时锁定到导航套管120、122中。可移除套管扩张器242以开始椎间盘切除术。

工作流程中的第五步骤可包括椎间盘切除术。一旦植入物套管230被插入并轴向锁定，就可通过植入物套管230执行椎间盘切除术，以提高软组织移除的效率和总体质量。这可导致更容易的椎间体插入、定位，并且增大椎间盘空间中骨移植物的体积以促进更快的融合。可基于椎间体放置自动生成热图，以计算工具能够并且应当放置以移除软组织的体积区域。

椎间盘切除器械250可利用导航来跟踪远侧尖端260处的放置和铰接，以确认椎间盘的自动生成的体积空间中的软组织移除和终板准备。阵列球体268可根据定制阵列定位来跟踪机械铰接。这可通过帮助确认放置和取向来增强椎间盘切除术。机器人82还可读出工具路径已经或尚未穿过的区域以确保足够的软组织移除，并且已准备终板的表面积。

双门导航椎间盘切除术可具有技术的可变性，从而允许外科医生偏好在导航手动器械250、电动椎间盘切除器械270之间进行选择或两者混合使用。两种技术工作流程都可通过手动终板准备器械完成，以帮助确保融合速率增大并且验证器械在整个自动生成的体积热图中的传递。

工作流程中的第六步骤可包括椎间体部署和定位。在完成彻底的椎间盘切除术之后，可通过以下方式来定位3腿椎间体12：穿过同侧植入物套管230插入椎间体12；使用缆线292将对侧向支腿20牵引到对侧植入物套管230；并且穿过对侧植入物套管230连接第二插入件302。利用两个铰链销26连接三个支腿20、22、24和螺纹连接到对侧支腿20上的缆线组件292，磁体将椎间体12牵拉到其自然U形位置中，其中侧向支腿20、22的近侧端部穿过植入物套管230连接到插入件300、302。

在铰接磁体取回工具290以穿过对侧植入物套管230连接并牵拉缆线组件292的卷曲端部之后，可将缆线296放置在张力下，原因是对侧插入件300刚性地连接到侧向支腿22。可在将近侧带螺纹盖298从椎间体12拧开以从椎间体12释放缆线组件292之前检查插入件连接的刚度。

一旦插入件300、302两者连接到侧向支腿20、22，可导航阵列308就可附接到插入件300、302以用于精确放置椎间体12，从而实现优异节段性校正和稳定。来自矢状平面、轴向平面和冠状平面的视图以及3D体积视图可增强外科医生以双重插入件控制将椎间体12放置在计划的位置中的能力。由于术前计划和引导杆设置，可锁定轨迹，但前支腿20和侧向支腿22的深度和取向可在扩展之前使用导航来确认。

一旦塌缩的椎间体12被准确放置，驱动器310就可放到同侧插入件300和对侧插入件302两者并且轴向夹持到相应插入件300、302。可利用阵列和/或智能器械来各自读出针对左侧和右侧两者的并行的之后前凸的扩展。与程序的其余部分相同，计划的概述可列出可扩展植入物的目标高度、前凸和冠状校正。

工作流程中的第七步骤可包括安装镍钛诺固定组件14。由于来自椎间体稳定装置12的优异节段性校正与骨突环上的皮质骨与椎间体终板的增加的接触，基于下椎弓根的椎弓根固定装置14可居中部署到椎间体计划的侧向支腿20、22。镍钛诺的超弹性允许材料从其弯曲状态拉延到笔直部署管324中。器械320能够通过将镍钛诺从带螺纹近侧端部48拉延来将镍钛诺装载到笔直部署管324中。部署管324针对具体大小产品定制，原因是镍钛诺棒40的弯径或头尾高度具有成比例的棒厚度以改进与其强度成比例的超弹性特性。

在将端部执行器90移位到计划的轨迹上以用于固定部署之前，导航可提示外科医生与矢状和冠状c型臂照(shot)重新配准，以考虑到节段性校正以及下椎骨和上椎骨2由于椎间体扩展造成的移位。。一旦重新配准，就可确认和/或更改镍钛诺固定装置14的术前计划以适合所修改的患者解剖结构。一旦设置计划，端部执行器90就移动到适当位置中，并且可使用电动椎弓根准备钻头来将孔钻到部署器械320的计划深度进入下椎弓根8中。镍钛诺部署器械320随后在引导杆组件102已被移除之后向下发送到端部执行器90并且锁定到轴向锁定盖130中。

镍钛诺棒40可被设置到准备孔中，锁定到端部执行器90中，并且准备好压紧以用于部署。超弹性镍钛诺的特性允许镍钛诺在整个部署过程中返回到其自然弯曲状态，从而从下椎弓根8扫过，穿过椎间盘内空间4，向侧向椎间体支腿20、22居中，并且进入上椎骨体6。在压紧盖336降到最低点并且棒40完全部署之后，器械320可被移除。椎弓根螺钉42可被插入并驱动到镍钛诺棒40的近侧螺纹48之上，以紧握椎弓根8中的现有皮质骨并且将镍钛诺棒40的近侧端部44锚定到下椎弓根8。另外的特征可用于将螺钉42锁定到镍钛诺棒40，这些特征诸如椎弓根螺钉42中的用于卡扣到镍钛诺棒40的外部凹槽中的卡扣环。可针对对侧重复安装第二镍钛诺固定组件14的过程。

工作流程中的第八步骤可包括最终验证。在部署并组装固定装置14之后，可使用最终验证来确保最终构造完成术前计划目标位置，并且在矢状和冠状平面中实现节段性校正。完整构造根据后路方法提供优异的稳定性，并且固定装置14不损毁上小面关节，由此限制相邻节段疾病。

机器人启用的程序利用成像、导航和机器人来通过计划和可导航器械增强后路程序的质量和效率。与传统手术相比，总体程序可减少辐射暴露。双门组件和椎间盘切除器械在管状方法的进入窗口内提供安全且可重复的直接减压。椎间盘切除器械可增大所移除的软组织的体积百分比以增大用于椎间体放置和骨移植物的体积区域。来自椎间体稳定装置的节段性校正与独立控制的矢状和冠状校正可提供来自沿着骨突环的增加的终板接触的增加的稳定性。后路MIS镍钛诺固定植入物避免上小面关节的损毁以及双侧椎弓根构造可能导致的潜在医源性影响。

尽管已详细描述并且参考具体实施方案描述了本发明，但对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种改变和修改。因此，意图本发明涵盖本发明的修改和变型，只要这些修改和变型在所附权利要求及其等效物的范围内即可。例如，明确地意图以任何合适的配置组合或修改上文公开的各种装置的所有部件。

Claims (10)

1.一种双门的机器人启用的系统，包括：

机器人系统，所述机器人系统包括：基座，所述基座包括计算机；显示器，所述显示器电耦接到所述计算机；机器人臂，所述机器人臂电耦接到所述计算机并且能够基于由所述计算机处理的命令移动；端部执行器，所述端部执行器具有电耦接到所述机器人臂的引导管，所述引导管具有中心纵向轴线；以及相机，所述相机被配置为检测一个或多个跟踪标记；和

双门组件，所述双门组件包括：支撑第一导航套管组件和第二导航套管组件的引导杆组件，所述引导杆组件包括中心引导杆，所述中心引导杆被配置为插入所述引导管中；以及第一侧向翼部和第二侧向翼部，所述第一侧向翼部和所述第二侧向翼部定位在所述引导杆的相反侧上，所述第一导航套管组件和第二导航套管组件各自包括中空管状套管，所述中空管状套管被配置为将穿过所述相应套管放置的器械沿着期望进入轨迹引导到外科手术区域。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述双门组件被配置为围绕所述端部执行器的所述引导管的所述中心纵向轴线枢转。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一导航套管组件和所述第二导航套管组件各自被配置为相对于所述引导管的所述中心纵向轴线独立地成角，由此提供到所述外科手术区域的所述期望进入轨迹。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一导航套管组件和所述第二导航套管组件的所述套管之间的宽度是可调节的。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述双门组件包括多个跟踪标记，所述多个跟踪标记被配置为监视所述引导杆组件以及所述第一导航套管组件和所述第二导航套管组件，由此提供导航和/或机器人辅助。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一侧向翼部经由第一支撑臂支撑所述第一导航套管，并且所述第二侧向翼部经由第二支撑臂支撑所述第二导航套管。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一侧向翼部和所述第二侧向翼部各自包括细长狭槽，并且所述导航套管组件沿着相应狭槽滑动以调节所述套管的所述宽度和/或成角。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述引导杆被配置为滑动到所述端部执行器的所述引导管中并且利用轴向锁定盖轴向锁定到所述引导管。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述轴向锁定盖包括锁定按钮，所述锁定按钮被配置为与所述引导杆上的凹槽接合。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述引导杆组件的旋转移动能够利用中心轮手柄锁来锁定。

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