CN118076316A - 外科阵列稳定器以及相关系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于外科系统的阵列稳定器包括一对臂，该一对臂被构造成紧沿着阵列适配器的一部分的相对侧延伸，阵列适配器能够以使得旋转器械能够相对于阵列适配器围绕中心轴线旋转的方式附接到旋转器械。阵列适配器被构造成从外科系统的另一部件延伸，使得阵列适配器的臂中的至少一个臂被构造成在旋转器械旋转时抵抗阵列适配器绕中心轴线相对于此类部件的旋转。阵列稳定器或者与此类部件刚性地集成在一起，或者经由联接装置联接到此类部件。

Description

外科阵列稳定器以及相关系统和方法
技术领域
本发明涉及外科器械和系统，并且更具体地涉及用于在外科手术期间维持外科系统的一个部件与外科系统的至少一个其他从动部件之间的期望的相对位置的稳定器。
背景技术
计算机辅助图像引导外科导航系统是已知的，并且用于生成图像，以便在外科手术期间辅助外科医生。通常，这些图像引导系统使用在外科手术之前拍摄的患者解剖结构的图像(诸如解剖结构的CT扫描)以在显示器(诸如监测器屏幕)上生成图像。这些图像在外科手术期间用于例示外科器械相对于解剖结构的位置。该系统通常包括跟踪装置，诸如安装在外科器械上的跟踪阵列、在外科手术期间实时跟踪该跟踪阵列(以及附接到其的器械)和患者解剖结构的相对位置的数字转换器、以及在外科手术期间显示表示器械及其相对于患者解剖结构的位置的图像的监测器屏幕。
发明内容
根据本公开的一个实施方案，一种外科系统包括旋转器械，该旋转器械沿着沿纵向方向定向的中心轴线延伸，并且还包括阵列适配器，该阵列适配器被构造成承载参考阵列并且还能够以使得旋转器械能够相对于阵列适配器围绕中心轴线旋转的方式附接到旋转器械。该外科系统包括引导构件，该引导构件限定被构造成接纳旋转器械的一部分的插管。引导构件包括一对集成的稳定器臂，该一对集成的稳定器臂从引导构件朝近侧延伸并且紧沿着阵列适配器的一部分的相对侧延伸。稳定器臂中的至少一个臂被构造成抵抗阵列适配器围绕中心轴线相对于引导构件的旋转。
根据本公开的另一实施方案，一种外科系统包括旋转器械和能够附接到该旋转器械的阵列适配器。旋转器械沿着中心轴线延伸并且具有近侧端部，该近侧端部被构造成由动力工具围绕中心轴线旋转地驱动。阵列适配器被构造成承载参考阵列并且能够以使得旋转器械能够相对于阵列适配器围绕中心轴线旋转的方式附接到旋转器械。该系统包括引导构件，该引导构件限定被构造成接纳旋转器械的一部分的插管，并且还包括稳定器，该稳定器能够附接到工具的一部分和引导构件的一部分中的至少一者。稳定器具有一对臂，该一对臂被构造成紧沿着阵列适配器的一部分的相对侧延伸。一对臂中的至少一个臂被构造成抵抗阵列适配器围绕中心轴线相对于引导件或稳定器所附接的工具的旋转。
根据本公开的另一实施方案，一种用于外科系统的阵列稳定器包括一对臂，该一对臂被构造成紧沿着阵列适配器的一部分的相对侧延伸，阵列适配器能够以使得旋转器械能够相对于阵列适配器围绕中心轴线旋转的方式附接到旋转器械。阵列适配器被构造成从外科系统的另一部件延伸，使得阵列适配器的臂中的至少一个臂被构造成当阵列稳定器附接到外科系统的至少一个其他部件时抵抗阵列适配器围绕中心轴线相对于该至少一个其他部件的旋转。阵列稳定器包括用于将阵列稳定器附接到至少一个其他部件的联接装置。
附图说明
当结合附图进行阅读时，将更好地理解前述发明内容以及对本申请的例示性实施方案的以下详细说明。为了示出本申请的特征部，在附图中示出了例示性实施方案。然而，应当理解，本申请并不限于所展示的精确布置和手段。在附图中：
图1A是根据本公开的实施方案的具有稳定的钻组件的外科钻系统的透视图，该稳定的钻组件包括在钻引导套筒内延伸并且承载参考阵列的钻头，使得集成的稳定器臂从钻套筒延伸并且在位置上稳定该阵列；
图1B是图1A中所例示的外科钻系统的钻头、引导套筒、阵列和稳定器臂的侧面局部剖视图；
图1C是沿着图1B中所例示的剖面线1C–1C截取的钻组件的区域的俯视剖视图；
图1D是根据本公开的实施方案的图1C中所例示的区域的另一俯视剖视图，进一步示出了用于指示钻头的插入深度的标记；
图1E是根据本公开的实施方案的图1C中所例示的区域的另一俯视剖视图，示出了用于将钻头临时保持在相对于引导套筒的参考位置处的保持特征部；
图2A是根据本公开的另一实施方案的具有稳定的钻组件的外科钻系统的透视图；
图2B是图2A中所例示的稳定的钻组件的侧视图；
图2C是图2B中所例示的稳定的钻组件的透视图，其中组件的阵列已经被剖开以用于可视化的目的；
图3A是根据本公开的另外的实施方案的具有稳定的钻组件的外科钻系统的透视图，该稳定的钻组件包括用于阵列的可附接的稳定器；
图3B是图3A中所例示的可附接的稳定器的前视图；
图3C是图3A中所例示的钻组件的可附接的稳定器和钻引导件的局部分解图；
图4A和图4B是根据本公开的另外的实施方案的具有另选的稳定的钻组件的外科钻系统的透视图，每个稳定的钻组件包括用于阵列的可附接的稳定器；并且
图5是根据本公开的另一实施方案的一体式稳定钻引导件的透视图。
具体实施方式
参考下列结合对构成本公开的一部分的附图和示例的详细说明可更易于理解本公开。应当理解，本公开不限于本文中所描述和/或展示的特定装置、方法、应用、条件或参数，并且本文中所用的术语仅用于借助于示例来描述具体实施方案的目的，并且并不旨在限制本公开的范围。此外，除非上下文另外明确地指出，否则如本说明书(包括随附权利要求书)中所用，单数形式“一个”和“所述”包括复数，并且提到特定数值时至少包括此特定值。
本文所用的术语“多个”意指多于一个。当表示值的范围时，另一个实施方案包括从一个具体的值和/或到其他具体的值。相似地，当前面用“约”将值表示为近似值时，应当理解，该值的具体值构成了另一个实施方案。所有范围均包括端值在内并且可组合。
如本文中所用，关于尺寸、角度、比率和其他几何形状的术语“大约”、“约”和“基本上”考虑了制造公差。此外，术语“大约”、“约”和“基本上”可包括大于或小于所陈述尺寸、比率或角度的10％。此外，术语“大约”、“约”和“基本上”可等同地适用于所陈述的特定值。
应当理解，尽管在本文中可使用术语第一、第二等来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语限制。相反，这些术语用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本文所公开的实施方案范围的情况下，第一元件可称为第二元件，并且相似地，第二元件可称为第一元件。
本文所公开的实施方案涉及包括稳定器的外科系统，该稳定器用于维持旋转器械(例如，钻头、丝锥、尖钻、扩孔钻、螺丝刀等)的视觉阵列相对于医疗成像装置(诸如CT扫描仪或荧光镜)的相对旋转位置。本文所公开的稳定器包括一对臂，该一对臂沿着阵列连接器(诸如柱，该柱将阵列连接到旋转器械)的相对侧延伸并且由此使阵列24稳定而不发生围绕旋转器械的中心轴线的不期望的旋转运动，这允许医师仅使用两只手而不是三只手来操作旋转器械、阵列和相关联的引导构件。在本文所公开的一些实施方案中，稳定器可以与引导构件集成并且与引导构件成一体，旋转器械延伸穿过该引导构件。在本文公开的的其他实施方案中，稳定器可与外科系统的另一部件分离并且可与外科系统的另一部件刚性地附接。
尽管以下公开的示例性实施方案是参考包括用于在骨的目标区域中钻孔的钻头的外科钻系统来描述的，但是应当理解，本文的实施方案也可适于与其他类型的旋转器械一起使用，作为非限制性示例，诸如丝锥、尖钻、锥丝锥、扩孔钻和螺丝刀。
参考图1A至图1C，示出了采用稳定的旋转器械组件150的示例性实施方案的外科系统100。在该示例中，外科系统100是采用稳定的钻组件150的钻系统100，但是在其他实施方案中，可以采用其他旋转器械，诸如丝锥、尖钻、锥丝锥、扩孔钻、螺丝刀等。稳定的钻组件150包括阵列稳定器2(在本文中也简称为“稳定器”2)，在该示例中，阵列稳定器从钻引导构件(诸如钻套筒4)在近侧方向上P延伸。因此，钻套筒4在与近侧方向相反的远侧方向D上从稳定器2延伸。应当理解，如本文中所参考的，近侧方向P和远侧方向D是纵向方向L的每个单向分量，该纵向方向是双向的。稳定器2优选刚性地附接到钻套筒4。在该示例中，稳定器2和钻套筒4彼此是一体的。然而，在其他实施方案中，稳定器2和钻套筒4可以是彼此刚性联接的单独部件，诸如通过焊接在一起或通过紧固件刚性联接，作为非限制性示例。钻系统100包括工具8，优选地为动力工具，该工具用于推进钻构件10(诸如钻头)穿过钻套筒4并且从其远侧端部5出来并且进入患者解剖结构(诸如骨)的目标区域中。作为非限制性示例，目标区域可包括椎骨体的椎弓根。在图1A中，钻头10被示出为使得钻头10的远侧端部11被定位在钻套筒4的远侧端部5的远侧，这可以与钻头10相对于钻套筒4的中间位置或“深度”一致。工具8包括外部壳体9并且还包括钻联接器，诸如卡盘，该钻联接器用于与钻头10联接并且驱动钻头围绕钻头10的中心轴线X1旋转。中心轴线X1沿着纵向方向X定向。工具8可以包括手柄部分12和一个或多个控制构件，诸如控制按钮14，用于控制工具8的操作，诸如钻头10围绕中心轴线X1的旋转速度和旋转方向。
工具8还优选地包括一个或多个适配器，诸如邻近卡盘的电源适配器16和阵列适配器18，这将在下面更详细地讨论。在本示例中，电源适配器16围绕卡盘并为卡盘提供罩，并且相对于外部壳体9旋转地固定。以这种方式，电源适配器16被构造成在卡盘和钻头10围绕中心轴线X1旋转时相对于壳体9保持旋转静止。阵列适配器18还被构造成以允许钻头10相对于阵列适配器18围绕中心轴线X1旋转同时阵列适配器18与工具8保持基本上旋转静止的方式与钻头10联接。阵列适配器18可包括限定中心孔口20的主体构件19，钻头10延伸穿过该中心孔口。主体构件19可以沿着纵向方向X是细长的并且优选地包括至少一个安装构造，该至少一个安装构造被构造成与钻头10的互补安装结构(诸如钻头10的安装凸缘结构22)相联接。互补的安装构造和安装结构优选地被协作地配置为向阵列适配器18提供用于钻头10的推力轴承和轴颈轴承，使得当联接时，阵列适配器18和钻头10之间的相对纵向位置被维持(即，推力轴承功能)，同时钻头10相对于阵列适配器18可旋转(即，轴颈轴承功能)。
系统100包括参考结构24，在本文中也被称为“参考阵列”24或简称为“阵列”24，其被构造成在医学成像(例如，x射线、荧光透视、CT图像等)下可见，以用于向外科医生提供外科器械相对于患者解剖结构的可见参考点。阵列24包括一个或多个参考标记物26(在本文中也称为“阵列标记物”26或简称为“标记物”26)，其可以是球反射器或用于在医学影像(例如，荧光透视和/或CT扫描)中清晰可见的其他结构。标记物26优选地布置成一定图案，该图案被构造成提供钻头10和/或工具8相对于患者解剖结构的定向的视觉标记。以这种方式，阵列24帮助外科医生将钻头10精确地插入骨的目标位置中。在一些实施方案中，参考标记物26可彼此共面。附加地或另选地，参考标记物26可布置成提供中心轴线X1的定向的视觉标记的图案。参考标记物26可联接到以期望图案承载标记物26的阵列主体28。阵列适配器18可包括联接构件，诸如柱30，其将阵列24连接到适配器主体19。
稳定器2被构造成稳定阵列24，特别是通过向阵列24提供结构支撑以便在使用期间抵抗阵列24的不期望的运动。例如，在一些情况下，未被支撑的阵列适配器18以及由此其阵列24在使用期间可能围绕中心轴线X1旋转地滑动，诸如在重力的影响下，诸如当钻头10围绕轴线X1被旋转地驱动时。例如，阵列24的重量倾向于影响阵列适配器18围绕钻头10的旋转，直到阵列24相对于中心轴线X1定位在竖直最低点处。在典型的使用期间，阵列适配器18的轴颈轴承结构可以在钻头10旋转时维持阵列适配器18(以及阵列24)相对于工具8的旋转位置。然而，已知在一些情况下，诸如从钻头10施加到阵列适配器18的振动之类的不稳定力使阵列适配器18相对于工具8的旋转位置不稳定，这足以导致阵列适配器18围绕中心轴线X1朝向最底部位置旋转地滑动。稳定器2被构造成向阵列适配器18提供稳定支撑，以防止这种不期望的旋转，并且由此维持阵列适配器18(以及由此阵列24)与工具8的固定旋转位置。
如图所示，稳定器包括至少一个支撑构件，该支撑构件被构造成以抵抗阵列适配器18相对于钻套筒4的旋转运动的方式接触阵列适配器18。如图所示，至少一个支撑构件可以是一对臂32，该一对臂在柱30的相对侧上延伸并且接触柱30以便维持柱30(以及由此阵列适配器18和阵列24)相对于钻套筒4围绕中心轴线X1的旋转位置。臂32大体上从邻近钻套筒4的附接端34纵向延伸到远离钻套筒4的自由端36。臂32沿着基本上垂直于纵向方向X的横向方向Y彼此间隔开。臂32在其自由端36处的自由端之间限定横向开口38，使得阵列适配器18的柱30可通过开口38被接纳在臂32之间。应当理解，如本文所用，术语“纵向”、“纵向地”及其派生词是指纵向方向X；术语“横向”、“横向地”及其派生词是指横向方向Y；并且术语“竖直”、“竖直地”及其派生词是指基本上垂直于纵向方向X和横向方向Y的竖直方向Z。
现在参考图1B，稳定器臂32或其至少一部分可以从它们的附接端34纵向地并且也垂直地延伸到它们的自由端36。钻套筒4被构造成使得在用于外科手术期间，外科医生可诸如手动地推进钻套筒4穿过患者解剖结构，诸如穿过软组织(例如，皮肤和肌肉)的切口，直到套筒4的远侧端部5在骨的目标区域与骨的外表面接触或“对接”。这种接触或对接可以经由医学影像(诸如CT扫描和/或荧光透视)来观察和配置。套筒4的远侧端部5优选地限定齿或其他接合结构，以用于接触(例如，“咬”入)骨的外表面。工具8被构造成使钻头10前进通过钻套筒4的插管41，直到钻头10的远侧端部接触骨的目标区域为止，该接触可以在医学影像下观察和确认。工具8可被提供动力以旋转和平移地驱动钻头10的远侧钻孔区域15进入骨的目标区域中。钻头10的钻孔区域15可以包括凹槽，以用于当钻头10前进到骨的目标区域中时接合和切穿骨材料。钻头10的钻孔区域15可以具有沿着纵向方向X测量的长度L1。钻头10还限定沿着钻孔区域15的钻头直径D1和沿着位于钻孔区域15近侧的钻头10的轴区域17的轴直径D2。应当理解，长度L1和钻头直径D1可根据需要进行调整以在骨内提供不同的插入深度和孔直径。
钻套筒4和/或稳定器2可以限定用于控制钻头10在骨的目标区域内的最大插入深度的一个或多个深度限制特征部。这种深度限制特征部的一个示例可包括钻套筒4的近侧表面35，其可被构造成邻接钻头10和/或阵列稳定器18的构造的面向远侧的表面37。如图所示，面向远侧的表面37可由钻头10的安装凸缘结构22限定。面向远侧的表面37可配置为当钻头10已经以最大深度插入目标骨中时邻接钻套筒4的近侧表面35。在深度限制特征部的这个示例中，如沿着纵向方向X从近侧表面35到远侧端部5测量的钻套筒4的长度L2可以有效地确定钻头10到骨中的最大插入深度。
应当理解，钻系统100可以包括具有如上所述配置的多个钻套筒4的套件，其中钻套筒4包括从其延伸的相应的稳定器2，并且其中钻套筒4和/或钻头10中的各个钻套筒和/或钻头具有不同的参数，以用于向外科医生提供针对患者的各种治疗选项。这种不同的参数可以包括长度L1和L2(其可以对应于钻头10的各种期望的插入深度)以及钻头直径D1(其对应于有待在骨内钻出的各种孔直径)。附加地或另选地，套件可包括具有不同总长度的多个钻头10，并且每个钻头10可任选地被构造成专用于具有不同长度L1的多个钻套筒中的对应的一者。应当理解，提供具有各种参数的前述部件的此类套件可允许外科医生基于所提供的期望治疗参数(诸如作为非限制性示例的插入深度和孔直径)来选择相应的部件以供使用。
深度限制特征部的另一示例可包括钻套筒4和位于钻套筒4的内部上的钻头10的互补邻接表面。例如，钻套筒4限定内表面39，该内表面限定插管41，钻头10延伸穿过该插管。内表面39的远侧部分优选地限定远侧内套筒直径D3，其对应于钻头10的远侧区域15的钻头直径D1。内表面的近侧部分优选地限定近侧内套筒直径D4，其对应于钻头10的轴区域17的轴直径D2。内表面39的在其远侧部分与近侧部分之间的肩部部分43可面向近侧方向P，以便在插管41内提供邻接表面。钻头10可限定互补邻接表面45，该互补邻接表面面向远侧方向D并且被构造成当钻头10前进到目标骨中的最大深度时以远侧阻止方式接触肩部表面43。应当理解，深度限制特征部的其他类型和配置也在本公开的范围内。
在一些实施方案中，套件可包括一个或多个尺寸匹配特征部，以用于确保不同尺寸的钻头10仅可与对应尺寸的钻套筒4一起使用。例如，在一个此类实施方案中，套件可以包括具有三(3)个不同的钻头直径D1的多个钻头10，这三个不同的钻头直径可以被表征为小、中和大的钻头直径D1。套件包括具有三(3)个对应的远侧内套筒直径D3的多个钻套筒4，该远侧内套筒直径可以被表征为小、中和大的远侧内套筒直径D3。另外，多个钻头10具有三(3)个不同的轴直径D2(小、中和大)，并且多个钻套筒4具有三(3)个不同的对应的近侧内套筒直径D4(小、中和大)。在该示例性实施方案中，对应的直径D1、D2、D3、D4的尺寸被确定为使得：“小”钻头10可完全插入“小”钻套筒4内；“中”钻头10可完全插入“中”钻套筒4内；并且“大”钻头10可完全插入“大”钻套筒4内，每个如图1B所示。然而，“小”钻头10的轴直径D2大于“中”和“大”钻套筒4的近侧内套筒直径D4。因此，如果使用者试图将“小”钻头10插入“中”或“大”钻套筒4中，钻头10的轴区域17将无法进入钻套筒4的插管41的近侧部分，因为在这种配对中，近侧内套筒直径D4小于轴直径D2。另外，“大”钻头10的钻头直径D1大于“小”和“中”钻套筒4的远侧内套筒直径D3。因此，如果使用者试图将“大”钻头10插入“小”或“中”钻套筒4中，钻头10的远侧区域15将无法进入插管41的远侧部分，因为在这种配对中，远侧内套直径D3小于钻头直径D1。此外，如果使用者试图将“中”钻头10插入“小”钻套筒4中，钻头10的远侧区域15将无法进入插管41的远侧部分，因为在这种配对中D1大于D3；并且如果使用者试图将“中”钻头10插入“大”钻套筒4中，钻头10的近侧区域17将无法进入插管41的近侧部分，因为在这种配对中D2大于D4。应当理解，前述尺寸匹配特征部代表钻头10和钻套筒4的这种特征部的非限制性示例。
如图1C所示，臂32可沿横向方向Y在彼此之间限定通道或狭槽40。臂32的自由端36可向外张开，以便在开口38处提供漏斗状结构，以用于引导接纳阵列稳定器18的柱30。臂32在臂32的相对内表面42之间限定横向狭槽宽度W1。狭槽宽度W1可以沿着狭槽40的至少纵向主要部分基本上恒定，并且优选地基本上等于柱30的横向宽度(例如，直径)D5。臂32还可限定用于将柱30保持在狭槽40内或用于至少抵抗柱30通过开口38退出的保持特征部。例如，臂32的靠近其自由端36的相对部分可限定狭槽40的缩窄部分44，使得缩窄部分44具有小于狭槽宽度W1并且优选地略微小于柱30的横向宽度D5的狭槽宽度W2。臂32可被构造成当柱30穿过狭槽40的缩窄部分44时向外弯曲，并且此后以对柱30从狭槽40退出提供阻力的方式返回到中立位置。此外，臂32可被构造成在柱30穿过狭槽40的缩窄部分44之后当臂32向内弯曲到中立位置时提供可听见的声音，诸如咔嗒声，从而指示柱30何时安置在狭槽40的主要部分内。应当理解，钻头10和阵列适配器18被构造成相对于稳定器2和钻套筒4纵向前进。狭槽40可被构造成便于阵列适配器18相对于稳定器2的纵向平移。例如，臂32的内表面42可以基本上彼此平行地延伸并且沿着其主要部分以恒定的狭槽宽度W1延伸，使得柱30可以沿着内表面42在狭槽40内平移。稳定器2还可以限定与开口38相对的狭槽40的端面46。端面46能够任选地被构造成阻止或以其他方式阻碍阵列适配器18相对于稳定器2向远侧运动，从而为钻头10提供附加的和/或另选的深度限制特征部。
如图所示，沿着狭槽40的主要部分的恒定狭槽宽度W1可以基本上等于柱30的宽度D5，使得臂32提供与柱30的紧密配合并且将柱30“保持”在臂32之间，从而防止柱30(并且由此也防止阵列适配器18和阵列24)相对于钻套筒4围绕中心轴线X1旋转。在一些实施方案中，狭槽宽度W1可略小于柱的宽度D5，从而提供紧密的过盈配合。以这些方式，当柱30被接纳在狭槽40的主要部分中时，钻套筒4的位置和/或定向的操纵(诸如围绕中心轴线X1旋转地和/或经由围绕垂直于中心轴线X1的一个或多个枢转轴线成角度)也可以同时地围绕中心轴线X1旋转地以及/或者经由以对应方式围绕这样的一个或多个枢转轴线成角度地操纵阵列适配器18(并且由此也操纵阵列24)。换句话说，柱30在臂32之间的紧密配合可以允许医生通过操纵钻套筒4来控制阵列适配器18(以及由此控制阵列24和钻头10)的定向。柱30与臂32之间的紧密配合还可消除或至少减少阵列适配器18(以及由此减少阵列24和钻头10)相对于钻套筒4、相对于工具8以及/或者相对于患者解剖结构的振动或咔嗒声。应当理解，臂32优选地还具有一定程度的柔性，这可以允许臂32略微向外弯曲而以过盈配合接纳柱30。在一些实施方案中，臂32可具有一定程度的柔性以允许臂32在使用期间充当振动阻尼器。
现在参考图1D，稳定器2能够被调整成为外科系统100的状态提供标记，诸如钻头10与钻套筒4之间的相对纵向位置，诸如钻头10的插入深度。例如，臂32中的一个或两个臂可具有视觉标记，诸如在臂上以长度增量的一系列标记物47，其可与柱30参考以指示钻头10的插入深度。作为非限制性示例，长度增量可对应于10mm插入深度增量。附加地或另选地，稳定器2还可以提供指示钻头10的插入深度的触觉反馈。例如，臂32的内表面42可以在其上具有以长度增量的相应成系列的相对的凸块49。相对的凸块49可以在它们之间限定相应的狭槽宽度W2，该狭槽宽度可以小于主狭槽宽度W1并且小于柱宽度D5，使得柱30以在钻头10前进通过钻套筒4时提供插入深度的触觉反馈的方式接合凸块49。
现在参考图1E，稳定器2可附加地或另选地被构造成在相对于钻套筒4的参考位置处，诸如起始位置(例如，零插入深度)，在钻头10上提供保持力。例如，臂32的内表面42可限定两对相对的凸块43，使得每对凸块限定减小的狭槽宽度W2。成对的凸块43可被构造成在参考位置(例如，零插入深度)处将柱30保持在它们之间，直到施加足够的远侧力以使钻头10从参考位置前进。保持力可被构造成例如允许在手术期间钻组件150抵靠骨的目标区域进行单手对接。
现在参考图2A，示出了稳定器2的另一示例，其中稳定器与钻引导构件50刚性地联接，钻引导构件包括套筒构件54和手柄56，手柄可从套筒构件54向外延伸，诸如相对于中心轴线X1成倾斜角度，诸如以手枪式握把方式。本实施方案的套筒构件54可被构造成与上述引导套筒4类似。本实施方案的手柄56可以为外科医生提供用于操纵套筒构件54的定向和/或角度的有利模式。本实施方案的稳定器2可以焊接到套筒构件54或者经由紧固件刚性地附接。如图所示，稳定器可以包括从套筒构件54朝近侧延伸的延伸构件58，并且还可以包括在延伸构件58与臂32的附接端34之间的结合部60。在结合部60处，臂32可远离彼此分支，使得臂32的主要部分彼此平行地延伸，从而在臂32之间限定狭槽40。臂32的主要部分可以基本上线性地延伸到其自由端36。如图2B所示，臂32的主要部分和延伸构件58可以相对于中心轴线X1以基本上恒定的倾斜角度A1延伸，使得臂32的竖直高度从结合部60朝近侧移动到臂32的自由端36而增加。可以选择倾斜角度A1，使得臂32绕过电源适配器16并且不干扰电源适配器。另选地，倾斜角度A1可沿臂32的长度变化。例如，臂32的一个或多个部分可以以倾斜角度A1延伸，该倾斜角度可以是恒定的或者可以是变化的，而臂32的一个或多个其他部分可以沿着纵向方向X延伸。应当理解，可以采用附加的和/或另选的臂32几何形状。
现在参考图2C，本实施方案的臂32可以线性延伸并且彼此平行，包括在其自由端36处。以这种方式，狭槽宽度W1沿着臂32的主要部分到其自由端36可以是恒定的。另选地，自由端36可以类似于上述方式以漏斗状型式向外张开。附加地或另选地，本实施方案的臂32可限定缩窄部分，诸如用于提供用于将柱30保持在狭槽内的保持结构，类似于上述方式。
现在参考图3A至图3C，在另外的实施方案中，稳定器2可以是可附接到钻系统100的另一接触点的单独部件，诸如在钻引导件50的套筒构件54上。此类实施方案的稳定器2可以包括用于将稳定器2刚性地联接到钻引导件50的套筒构件54的联接装置70。如图所示，联接装置70可以是具有一对相对的柔性套环构件72的套环夹持件，该套环构件可以从接合端74延伸到相应的第二端76，该第二端沿着一方向(诸如竖直方向Z)与接合端74间隔开。套环构件72可限定相对的扣钩，该相对的扣钩可具有半圆形形状以用于围绕套筒构件54的外表面扣紧。套环构件72的第二端76可限定相应的联接突片78，联接突片可承载紧固构件，诸如延伸穿过联接突片78的相应螺纹插孔的翼形螺钉80。翼形螺钉80可以具有头部82，该头部可以被旋转以致动翼形螺钉80以朝向彼此按压联接突片78。以这种方式，翼形螺钉80可以被旋转以使得套环构件72抵靠套筒构件54的外表面夹紧，从而使稳定器2刚性地固定到钻引导件50。本实施方案的套环夹持联接装置70可以有利地允许外科医生将稳定器2(并且由此还将阵列适配器18和阵列24)附接在围绕套筒构件54的圆周的任何角位置处，该角位置可以基于外科治疗区的特定参数来选择，作为非限制性示例，诸如目标轨迹轴线X1和/或医疗成像器的位置和定向。套环构件72的尺寸优选地设置成使得其内表面77在其联接位置处大致适形于套筒构件54的外表面。例如，套环构件72的内表面77之间的宽度W3可至少在紧固构件80被紧固时在联接位置处基本上等于电源适配器16的套筒构件54的外表面的宽度W4(诸如外径)。
应当理解，本文描述的联接装置70被提供为用于将稳定器2附接到钻系统100的另一部件的附接装置的一个非限制性示例。各种其他联接装置、紧固件以及接合技术和方法在本公开的范围内。
在本实施方案中，稳定器臂32或至少其主要部分可基本上严格地沿纵向方向X延伸。在此类实施方案(或其他实施方案)中，稳定器2可以包括从套环构件72的接合端74竖直延伸到臂32的附接端34的提升构件75。提升构件75可被构造成对臂32进行定位，使得当稳定器2与引导构件50刚性地联接时，臂不会机械地干扰工具8(诸如其电源适配器16)。
现在参考图4A，在另外的实施方案中，稳定器2可以是可附接到钻系统100的又一接触点的单独部件，诸如工具8的部件，诸如在其电源适配器16上。在此类实施方案中，稳定器臂32从其靠近联接装置70的附接端34向远侧延伸到臂32的自由端36。联接装置70可类似于上述联接装置。然而，应当理解，在本实施方案中，套环构件72的尺寸优选地设置成使得其内表面77在其联接位置处大致适形于电源适配器16的外表面。在其他实施方案中，套环构件72可被构造成抵靠各种尺寸的物体夹紧，诸如选择性地抵靠套筒构件54和电源适配器16两者的外表面。此类实施方案可以为外科医生提供用于在使用期间相对于医疗成像器附接和定向稳定器2(并且由此也附接和定向阵列24)的进一步选项。
应当理解，已经观察到上述稳定器2在用于将钻头10钻入材料(诸如接近各种质量的骨材料的测试材料(例如，固化泡沫))的目标区域中的测试程序期间提供显著的优点。一个此类优点是稳定器2可以允许单个外科医生使用两只手来对目标位置钻孔。例如，在钻头10插入钻套筒4或套筒构件54内并且稳定器2的臂32联接到阵列适配器18的柱30(并且由此还联接到阵列24)的情况下，外科医生可以用一只手抓握钻套筒4/套筒构件54并且用另一只手抓握工具手柄12。因此，当制造初始导向孔时，这种双手抓握允许外科医生用一只手稳定器械组件的远侧端部，同时用另一只手主动地操纵近侧定位的阵列(经由工具手柄12)。此外，使用这些夹具，外科医生可以在钻孔的同时借助于医学影像(例如，CT扫描和/或荧光透视法)定位、定向并且主动地操纵钻组件，直到中心轴线X1对应于目标轨迹轴线，阵列24如所期望地在医学影像视场中被定向，并且套筒4、54的远侧端部5接触骨的目标区域。从该位置，外科医生可以用第一只手稳定套筒4、54并且操作工具8以用另一只手驱动钻头10，诸如直到深度限制特征部已经彼此邻接，此时，外科医生可以在套筒4、54的撤回之前或同时撤回工具8以从治疗部位撤回钻头10。这种双手可操作性代表了优于现有技术阵列钻孔操作的显著技术进步，现有技术阵列钻孔操作通常需要两个医生使用至少三(3)只手来对目标位置钻孔：(1)一只手抓握套筒4、54；(2)另一只手操作工具8；以及(3)第三只手稳定阵列24和/或阵列适配器18。
现在参考图4B，在另一实施方案中，稳定器2可以包括稳定器臂32，该稳定器臂从其靠近联接装置70的附接端34向远侧延伸，穿过柱30中的通道33，并且到达位于柱30远侧的臂32的自由端36。以这种方式，延伸穿过通道33的稳定器臂32可以共同地稳定阵列适配器18。
现在参考图5，在另外的实施方案中，外科钻系统可包括单件式钻引导构件和稳定器104。在此类实施方案中，单件式钻引导构件和稳定器104可由具有被构造成接纳阵列适配器18的近侧部分106和被构造成接纳钻头10的钻子区域15的远侧部分108的一体式主体105构成。主体105还可限定纵向地位于近侧部分和远侧部分107之间的中间部分107。近侧部分106和远侧部分108可以是大致圆柱形的，并且中间部分107可以具有圆锥形或漏斗状形状。
近侧部分106可限定狭槽140，该狭槽被构造成在使用期间接纳并引导柱30的运动。狭槽140可具有主要部分144，以用于在钻头10钻入骨中时引导柱30的纵向运动。狭槽140的主要部分144具有内表面142，该内表面可紧密地接合柱30以防止阵列24相对于单件式钻引导构件和稳定器104旋转，类似于上述方式。狭槽140还可具有近侧入口部分146，其从主狭槽部分144周向偏移，以用于使柱30初始对接在狭槽140内。近侧入口部分146可具有被构造成使得当钻头10相对于单件式钻引导构件和稳定器104处于参考位置(诸如零插入深度)时，柱30到达入口部分146的远侧端部的长度。在该位置处，主体105可被旋转，使得柱30进入主要狭槽部分144，在该位置处，面向远侧的肩部148可提供抵接表面，该抵接表面防止柱30意外地朝近侧退出主要狭槽部分144。应当理解，主要狭槽部分142可具有标记，诸如上述增量标记物和/或凸块，以用于提供视觉和/或触觉反馈。
尽管已详细描述了本公开，然而应当理解，在不脱离如由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可在本文中作出各种改变、替代和更改。此外，本公开的范围并非旨在限于本说明书中所描述的具体实施方案。具体地，来自前述实施方案的特征部中的一个或多个特征部可用在本文的其他实施方案中。本领域的普通技术人员将容易了解，可根据本公开利用执行与本文中所描述的对应实施方案基本上相同的功能或实现基本上相同的结果的现有或以后将研发出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。

Claims (26)

1.一种外科系统，包括：
旋转器械，所述旋转器械沿着沿纵向方向定向的中心轴线延伸；
阵列适配器，所述阵列适配器能够附接到所述旋转器械，其中所述阵列适配器被构造成使得当附接到所述旋转器械时，所述旋转器械能够围绕所述中心轴线相对于所述阵列适配器旋转，所述阵列适配器被构造成承载阵列；
引导构件，所述引导构件限定插管，所述插管被构造成接纳所述旋转器械的一部分，其中所述引导构件包括一对集成的稳定器臂，所述一对集成的稳定器臂从所述引导构件朝近侧延伸并且紧沿着所述阵列适配器的一部分的相对侧延伸，其中所述稳定器臂中的至少一个臂被构造成抵抗所述阵列适配器围绕所述中心轴线相对于所述引导构件的旋转。
2.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述引导构件包括限定所述插管的套筒。
3.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述引导构件还包括从所述套筒向外延伸的手柄构件。
4.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述一对稳定器臂与所述引导构件一体形成。
5.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述一对稳定器臂与所述引导构件刚性地接合。
6.根据权利要求5所述的外科系统，其中所述一对稳定器臂从焊接到所述引导构件的延伸构件延伸。
7.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述阵列适配器的所述一部分包括用于将所述阵列适配器与所述阵列连接的柱，其中所述柱在第二方向上的宽度基本上等于在所述第二方向上所述一对臂之间的距离，使得所述柱紧密地接纳在所述臂之间，其中所述第二方向基本上垂直于所述纵向方向。
8.根据权利要求7所述的外科系统，其中所述柱沿着第三方向从所述阵列适配器延伸，所述第三方向基本上垂直于所述第二方向并且偏离所述纵向方向。
9.根据权利要求8所述的外科系统，其中所述阵列包括多个参考标记物，所述多个参考标记物以使得所述多个参考标记彼此共面的图案布置。
10.根据权利要求7所述的外科系统，其中所述臂从相应的附接端延伸到在沿着所述纵向方向定向的近侧方向上与所述附接端间隔开的相应的自由端，所述臂限定相应的第一部分和相应的第二部分，所述第一部分位于所述附接端和所述第二部分之间，所述距离是沿着所述第一部分基本上恒定的第一距离，所述臂限定沿着所述第二方向在所述第二部分之间测量的第二距离，并且所述第二距离小于所述第一距离，使得：
当所述柱插入所述臂之间时，所述柱使所述臂的所述第二部分远离彼此弯曲，并且
所述臂的所述第二部分在所述柱已经紧沿着所述臂的所述第一部分移动之后朝向彼此向内弯曲，从而阻止所述柱从所述臂之间退出。
11.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述臂的自由端彼此远离地张开。
12.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述稳定器臂的至少相应部分相对于所述中心轴线以倾斜角度延伸。
13.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述旋转器械是被构造成在骨的目标区域中钻孔的钻头。
14.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述旋转器械是丝锥、尖钻、锥丝锥、扩孔钻和螺丝刀中的一者。
15.一种外科系统，包括：
旋转器械，所述旋转器械沿着中心轴线延伸，所述旋转器械具有被构造成由动力工具围绕所述中心轴线旋转地驱动的近侧端部；
阵列适配器，所述阵列适配器能够附接到所述旋转器械，其中所述阵列适配器被构造成使得当附接到所述旋转器械时，所述旋转器械能够围绕所述中心轴线相对于所述阵列适配器旋转，所述阵列适配器被构造成承载阵列；
引导构件，所述引导构件限定被构造成接纳所述旋转器械的一部分的插管；和
稳定器，所述稳定器能够附接到所述工具的一部分和所述引导构件的一部分中的至少一者，所述稳定器具有一对臂，所述一对臂被构造成紧沿着所述阵列适配器的一部分的相对侧延伸，其中所述稳定器臂中的至少一个臂被构造成抵抗所述阵列适配器围绕所述中心轴线相对于所述引导构件或所述稳定器所附接的所述工具的旋转。
16.根据权利要求15所述的外科系统，其中所述稳定器包括联接装置，所述联接装置用于将所述稳定器附接到所述工具的所述一部分和所述引导构件的所述一部分中的所述至少一者，所述联接装置包括：
一对相对的夹持臂，所述一对相对的夹持臂被构造成围绕所述工具的所述一部分和所述引导构件的所述一部分选择性地延伸；和
紧固构件，所述紧固构件附接到所述夹持臂的相应的端部，其中所述紧固构件被构造成朝向彼此按压所述夹持臂的所述端部，以将所述夹持臂刚性地夹持到所述工具的选择的一部分或所述引导构件的所述一部分。
17.根据权利要求16所述的外科系统，其中所述夹持臂是半圆形套环构件，所述夹持臂的所述端部包括相应的突片，并且所述紧固构件是接纳在所述突片中的相应的螺纹孔内的螺钉，其中所述螺钉能够旋转以将所述突片朝向彼此按压。
18.根据权利要求17所述的外科系统，其中所述稳定器能够附接到所述引导构件的所述一部分，并且所述套环构件的内表面基本上适形于所述引导构件的所述一部分的外表面。
19.根据权利要求17所述的外科系统，其中所述稳定器能够附接到所述工具的所述一部分，其中所述工具的所述一部分是围绕所述旋转器械的近侧部分并且连接到所述工具的壳体的电源适配器，使得所述电源适配器在所述旋转器械相对于所述壳体围绕所述中心轴线旋转时维持相对于所述壳体的旋转位置，其中所述套环构件的内表面基本上适形于所述电源适配器的外表面。
20.根据权利要求15所述的外科系统，其中所述旋转器械是被构造成在骨的目标区域中钻孔的钻头。
21.根据权利要求15所述的外科系统，其中所述旋转器械是丝锥、尖钻、锥丝锥、扩孔钻和螺丝刀中的一者。
22.一种用于外科系统的阵列稳定器，所述阵列稳定器包括：
一对臂，所述一对臂被构造成紧沿着阵列适配器的一部分的相对侧延伸，所述阵列适配器能够附接到旋转器械，使得所述旋转器械能够围绕中心轴线相对于所述阵列适配器旋转，其中所述臂中的至少一个臂被构造成当所述阵列稳定器附接到外科系统的至少一个其他部件时抵抗所述阵列适配器围绕所述中心轴线相对于所述至少一个其他部件的旋转；和
联接装置，所述联接装置用于将所述阵列稳定器附接到所述至少一个其他部件。
23.根据权利要求22所述的阵列稳定器，其中所述联接装置包括：
一对相对的夹持臂，所述一对相对的夹持臂被构造成围绕所述至少一个其他部件的一部分延伸；和
紧固构件，所述紧固构件附接到所述夹持臂的相应的端部，其中所述紧固构件被构造成朝向彼此按压所述夹持臂的所述端部，以将所述夹持臂刚性地夹持到所述至少一个其他部件的所述一部分。
24.根据权利要求23所述的阵列稳定器，其中所述夹持臂是半圆形套环构件，所述夹持臂的所述端部包括相应的突片，所述紧固构件是接纳在所述突片中的相应的螺纹孔内的螺钉，并且所述螺钉能够旋转以将突片朝向彼此按压。
25.根据权利要求22所述的阵列稳定器，其中所述旋转器械是被构造成在骨的目标区域中钻孔的钻头。
26.根据权利要求22所述的阵列稳定器，其中所述旋转器械是丝锥、尖钻、锥丝锥、扩孔钻和螺丝刀中的一者。
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