ES2477140B1

ES2477140B1 - BONE FIXING DEVICE FOR SURGICAL NAVIGATION RECORD STAR

Info

Publication number: ES2477140B1
Application number: ES201231935A
Authority: ES
Inventors: Alicia DEAN FERRER; Susana HEREDERO JUNG
Original assignee: Servicio Andaluz de Salud
Current assignee: Servicio Andaluz de Salud
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: WO2014091053A1; ES2477140A1

Abstract

Dispositivo de fijación ósea para estrella de registro de navegación quirúrgica.#Dispositivo de fijación ósea que permite anclar de forma fija y estable una estrella de registro que se utiliza como referencia para la navegación quirúrgica en el cráneo del lactante.Bone fixation device for surgical navigation registration star. # Bone fixation device that allows a fixed and stable anchoring of a registration star that is used as a reference for surgical navigation in the infant's skull.

Description

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

Dispositivo de fijación ósea para estrella de registro de navegación quirúrgica. Bone fixation device for surgical navigation log star.

OBJETO DE LA INVENCIÓN 5 OBJECT OF THE INVENTION 5

La invención se enmarca dentro del campo de la medicina, y más particularmente dentro del campo de la cirugía craneofacial infantil y la navegación quirúrgica. The invention is framed within the field of medicine, and more particularly within the field of childhood craniofacial surgery and surgical navigation.

El objeto de la invención es un novedoso dispositivo de fijación ósea que permite anclar de forma 10 fija y estable una estrella de registro que se utiliza como referencia para la navegación quirúrgica en el cráneo del lactante. The object of the invention is a novel bone fixation device that allows a fixed and stable anchoring of a registration star that is used as a reference for surgical navigation in the skull of the infant.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

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La navegación quirúrgica permite realizar una cirugía previamente planificada con la ayuda de un ordenador para conocer en todo momento la ubicación exacta de todas las estructuras anatómicas, y también para conocer de forma precisa y exacta la nueva ubicación de estructuras anatómicas del paciente (por ejemplo el cráneo del lactante), comprobando que la nueva ubicación de las estructuras anatómicas se localizan según una planificación “virtual” realizada 20 previamente en el ordenador sobre las imágenes de tomografía computarizada (TC) o resonancia magnética nuclear (RMN) del paciente. Las imágenes de la planificación quirúrgica y de la navegación intraoperatoria se visualizan en una pantalla de ordenador sobre imágenes radiológicas previas de TC o RMN. Surgical navigation allows you to perform a previously planned surgery with the help of a computer to know at all times the exact location of all anatomical structures, and also to know precisely and accurately the new location of anatomical structures of the patient (for example the skull of the infant), verifying that the new location of the anatomical structures are located according to a “virtual” planning done previously in the computer on the computed tomography (CT) or nuclear magnetic resonance (NMR) images of the patient. The images of surgical planning and intraoperative navigation are displayed on a computer screen on previous radiological images of CT or MRI.

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En el caso de la cirugía craneofacial, para localizar exactamente el cráneo del paciente respecto a la imagen radiológica previamente realizada, debe utilizarse un sistema de referencia o registro. Uno de los sistemas de registro actualmente utilizados comprende unas denominadas estrellas de registro que se fijan de forma estable al cráneo del paciente. A continuación, por medio de una cámara de infrarrojos que detecta la posición del cráneo respecto a esas estrellas, es posible 30 conocer la posición exacta de la punta de cualquier instrumento en el cuerpo del paciente, visualizándolo en TC o RNM en tiempo real sobre una pantalla de ordenador. In the case of craniofacial surgery, to accurately locate the patient's skull with respect to the previously performed radiological image, a reference or registration system must be used. One of the registration systems currently used comprises so-called registration stars that are stably fixed to the patient's skull. Then, by means of an infrared camera that detects the position of the skull with respect to those stars, it is possible to know the exact position of the tip of any instrument in the patient's body, visualizing it in CT or MRI in real time on a computer screen.

La estabilidad de la estrella de registro con respecto al cráneo es fundamental para orientar la anatomía del paciente y para mantener la precisión a lo largo del acto quirúrgico, ya que permite la 35 ubicación exacta de las estructuras anatómicas en un TC. The stability of the registration star with respect to the skull is essential to orient the patient's anatomy and to maintain accuracy throughout the surgical procedure, since it allows the exact location of the anatomical structures on a CT scan.

Una forma conocida de fijar la estrella de registro al cráneo del paciente es utilizando un tornillo que se ancla al cráneo del paciente y un trípode que sirve de apoyo para estabilizar la estrella. Sin embargo, aunque el cráneo del adulto soporta perfectamente este sistema, el cráneo del lactante es demasiado frágil para soportar el peso de la estrella, y el tornillo se desancla del cráneo 40 fácilmente, por lo que hasta ahora no ha sido posible realizar navegación quirúrgica en los lactantes. A known way to fix the registration star to the patient's skull is by using a screw that is anchored to the patient's skull and a tripod that supports the star. However, although the skull of the adult perfectly supports this system, the skull of the infant is too fragile to support the weight of the star, and the screw is easily removed from the skull 40, so that until now it has not been possible to perform surgical navigation in infants

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION

45 Four. Five

Con el propósito de resolver el problema descrito, los inventores han diseñado un novedoso dispositivo de fijación para estrella de registro de navegación quirúrgica que comprende el tornillo de fijación conocido en combinación con una placa (o miniplaca) de distribución de tensiones que tiene un medio principal de fijación para recibir dicho tornillo principal de fijación y un conjunto de orificios auxiliares de anclaje al cráneo dispuestos alrededor de dicho orificio 50 principal. De ese modo, las tensiones que antes se creaban en la unión entre el tornillo de fijación y el cráneo quedan ahora repartidas a lo largo de una mayor superficie del cráneo del lactante, permitiendo que soporte la estrella de registro. In order to solve the problem described, the inventors have designed a novel fixation device for surgical navigation registration star comprising the known fixation screw in combination with a tension distribution plate (or miniplate) having a main means for fixing said main fixing screw and a set of auxiliary holes for anchoring the skull arranged around said main hole 50. In this way, the tensions that were previously created at the junction between the fixing screw and the skull are now distributed along a larger surface of the infant's skull, allowing the recording star to support.

En principio, la forma de la placa (o miniplaca) de distribución de tensiones puede ser cualquiera, siempre que tenga un número suficiente de orificios de anclaje auxiliares que permitan un reparto eficiente de las tensiones. Por ejemplo, pueden utilizarse miniplacas o microplacas de osteosíntesis en forma de H, en forma de Y o en forma de X. Sin embargo, en una realización preferida de la invención, la placa de distribución de tensiones tiene forma 5 circular, con el medio principal de fijación del sistema de anclaje situado en el centro y los orificios de anclaje auxiliares situados en la periferia. En otra realización preferida, la placa tiene forma de estrella, estando también el medio principal situado en el centro y los orificios de anclaje en la periferia. En cualquiera de ambos casos, la distribución circular de los orificios de anclaje auxiliares con relación al medio principal de fijación permite distribuir de la forma más 10 eficiente posible las tensiones generadas en la unión, minimizando así las probabilidad de que se produzca el desprendimiento de la estrella de registro. In principle, the shape of the stress distribution plate (or miniplate) can be any, provided it has a sufficient number of auxiliary anchoring holes that allow efficient distribution of the stresses. For example, H-shaped, Y-shaped or X-shaped osteosynthesis mini-plates or microplates can be used. However, in a preferred embodiment of the invention, the stress distribution plate is circularly shaped, with the medium main fixing of the anchoring system located in the center and the auxiliary anchoring holes located in the periphery. In another preferred embodiment, the plate is in the form of a star, the main means also being located in the center and the anchoring holes in the periphery. In either case, the circular distribution of the auxiliary anchoring holes in relation to the main fixing means allows the tensions generated in the joint to be distributed as efficiently as possible, thus minimizing the likelihood of the detachment of the registration star.

En cuanto al medio principal de fijación de la placa, puede tratarse simplemente de un orificio a través del cual pasa el tornillo de fijación para anclarse al cráneo del lactante. Por ejemplo, el 15 orificio central puede tener una rosca interna que permita la fijación del tornillo. El tornillo queda así fijado al cráneo del lactante de un modo similar a como se venía haciendo hasta ahora, aunque en este caso la placa de distribución de tensiones soporta una parte importante de las tensiones generadas en la unión. As for the main means of fixing the plate, it can be simply a hole through which the fixing screw passes to anchor to the skull of the infant. For example, the central hole may have an internal thread that allows screw fixation. The screw is thus fixed to the skull of the infant in a manner similar to what has been done so far, although in this case the stress distribution plate supports an important part of the tensions generated in the joint.

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En otra realización preferida de la invención, el medio principal de fijación de la placa es un casquillo que recibe el tornillo de fijación sin que éste atraviese la placa y se fije al cráneo. El casquillo podría tener una rosca interna o cualquier otro sistema de fijación (por ejemplo, a presión) que permitiese anclar rígidamente el tornillo de fijación a la placa de distribución de tensiones. Las tensiones de la unión al cráneo quedarían así repartidas entre los puntos 25 auxiliares de anclaje de la placa de distribución de tensiones, y no sería necesario que el tornillo de fijación se atornillase en el cráneo del lactante. In another preferred embodiment of the invention, the main fixing means of the plate is a bushing that receives the fixing screw without it passing through the plate and fixing it to the skull. The bushing could have an internal thread or any other fastening system (for example, under pressure) that would allow rigidly anchoring the fastening screw to the tension distribution plate. The tensions of the skull joint would thus be distributed between the auxiliary anchoring points of the tension distribution plate, and it would not be necessary for the fixing screw to be screwed into the skull of the infant.

Con relación a los materiales, preferentemente la placa de distribución de tensiones está hecha de acero inoxidable, titanio, aleaciones de los mismos o de materiales reabsorbibles. Los 30 "materiales reabsorbibles" o "materiales bio-reabsorbibles" más utilizados en cirugía craneomaxilofacial son ácidos poli-alfa-hidroxi de alto peso molecular: ácido poliláctico (PLA), ácido poliglicólico (PGA), polidioxanona (PDS), y sus copolímeros. En el caso de utilizar placa de distribución de tensiones realizada con materiales reabsorbibles, la extracción después de su utilización sería opcional. En el caso de utilizar placas metálicas, se procede a su extracción 35 después de su utilización. With regard to the materials, preferably the stress distribution plate is made of stainless steel, titanium, alloys thereof or resorbable materials. The 30 "reabsorbable materials" or "bio-absorbable materials" most commonly used in craniomaxillofacial surgery are high molecular weight poly-alpha-hydroxy acids: polylactic acid (PLA), polyglycolic acid (PGA), polydioxanone (PDS), and their copolymers . In the case of using stress distribution plate made with resorbable materials, extraction after use would be optional. In the case of using metal plates, it is removed 35 after use.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de una estrella de registro para navegación quirúrgica 40 fijada al cráneo de un paciente únicamente con el tornillo central o principal de la técnica que existe actualmente. Fig. 1 shows a perspective view of a surgical navigation registration star 40 fixed to a patient's skull only with the central or main screw of the technique that currently exists.

La Fig. 2 muestra una vista en perspectiva de una placa de distribución de tensiones perteneciente al dispositivo de la invención. 45 Fig. 2 shows a perspective view of a voltage distribution plate belonging to the device of the invention. Four. Five

Las Figs. 3 y 4 muestran, respectivamente, dos pasos del procedimiento de fijación utilizando el dispositivo de la invención cuando el tornillo se clava al cráneo del paciente; primero se fija la placa de distribución de tensiones al cráneo del paciente, y a continuación la estrella de registro completa por medio del atornillamiento del tornillo principal de fijación. 50 Figs. 3 and 4 show, respectively, two steps of the fixing procedure using the device of the invention when the screw is nailed to the patient's skull; First, the tension distribution plate is fixed to the patient's skull, and then the complete registration star by means of screwing the main fixing screw. fifty

REALIZACIÓN PREFERIDA DE LA INVENCIÓN PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

Se describe a continuación el dispositivo de la invención haciendo referencia a las figuras adjuntas. The device of the invention is described below with reference to the attached figures.

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La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de una estrella de registro (100) del tipo de las habitualmente utilizadas para navegación quirúrgica que, de acuerdo con la técnica anterior, está anclada al cráneo (107) de un paciente por medio de un único tornillo (102). La estrella de registro (100) tiene un peso considerable teniendo en cuenta que está anclada por un único punto, por lo que para aumentar la estabilidad de la unión se utiliza un trípode (106) que tiene tres patas que no 10 se anclan en el cráneo (107), sino que simplemente se apoyan sobre el mismo. Como se ha mencionado anteriormente, este tipo de fijación se puede utilizar en el cráneo (107) de un adulto. Sin embargo, el cráneo (107) de un lactante es demasiado frágil y delgado, produciéndose desprendimientos que impiden utilizar este sistema. Fig. 1 shows a perspective view of a recording star (100) of the type commonly used for surgical navigation that, according to the prior art, is anchored to the skull (107) of a patient by means of a single screw (102). The registration star (100) has a considerable weight considering that it is anchored by a single point, so that to increase the stability of the joint a tripod (106) is used that has three legs that are not anchored in the skull (107), but simply lean on it. As mentioned above, this type of fixation can be used on the skull (107) of an adult. However, the skull (107) of an infant is too fragile and thin, producing detachments that prevent using this system.

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La Fig. 2 muestra un ejemplo de placa (3) de distribución de tensiones de acuerdo con la invención. En este ejemplo concreto, la placa (3) tiene forma de estrella y el medio principal de fijación es un orificio central (3a) que está situado en el centro de dicha placa (3), además de tener una serie de orificios auxiliares de anclaje (3b) en los extremos de las puntas. En este ejemplo, la placa (3) tiene ocho orificios auxiliares de anclaje (3b), aunque en general puede tener entre 20 cuatro y ocho orificios auxiliares de anclaje (3b). Como se ha mencionado anteriormente, el uso de esta placa permite distribuir más uniformemente las tensiones generadas en la unión del tornillo (102) al cráneo del paciente (107). Se consigue así fijar la estrella de registro (100) al cráneo (107) de un lactante. La placa (3) de distribución de tensiones de este ejemplo está hecha de titanio, por lo que será necesario retirarla después de su uso. 25 Fig. 2 shows an example of voltage distribution plate (3) according to the invention. In this specific example, the plate (3) has a star shape and the main fixing means is a central hole (3a) that is located in the center of said plate (3), in addition to having a series of auxiliary anchor holes (3b) at the ends of the tips. In this example, the plate (3) has eight auxiliary anchor holes (3b), although in general it can have between four four and eight auxiliary anchor holes (3b). As mentioned above, the use of this plate allows the tension generated at the screw joint (102) to be distributed more evenly to the patient's skull (107). It is thus possible to fix the registration star (100) to the skull (107) of an infant. The stress distribution plate (3) of this example is made of titanium, so it will be necessary to remove it after use. 25

Por último, las Figs. 3 y 4 muestran dos pasos sucesivos del proceso de unión de la estrella de registro (100) al cráneo (107) de un lactante, mediante un dispositivo (1) de acuerdo con la invención. En primer lugar, como se aprecia en la Fig. 3, se ancla la placa (3) de distribución de tensiones al cráneo (107) en la región parietotemporal del cráneo. Para ello, se introducen por los 30 orificios de anclaje auxiliares (3b) unos tornillos (4), preferentemente de la misma longitud o un milímetro más del espesor del cráneo (107) del lactante. Normalmente se utilizan tornillos de 4 mm que quedan fijados firmemente al cráneo (107) del lactante, dejando libre el orificio central (3a). Los tornillos utilizados son tornillos de titanio autoperforantes o auto-roscantes. Si la placa (3) fuese reabsorbible, también podrían utilizarse tornillos reabsorbibles según la técnica habitual de 35 osteosíntesis reabsorbible. Finally, Figs. 3 and 4 show two successive steps of the process of joining the recording star (100) to the skull (107) of an infant, by means of a device (1) according to the invention. First, as seen in Fig. 3, the tension distribution plate (3) is anchored to the skull (107) in the parietotemporal region of the skull. To do this, screws (4), preferably of the same length or one millimeter more than the thickness of the skull (107) of the infant, are introduced through the 30 auxiliary anchor holes (3b). Normally 4 mm screws are used that are firmly fixed to the skull (107) of the infant, leaving the central hole (3a) free. The screws used are self-drilling or self-tapping titanium screws. If the plate (3) were resorbable, resorbable screws could also be used according to the usual resorbable osteosynthesis technique.

A continuación, como se muestra en la Fig. 4, se introduce el tornillo de fijación (2) principal por el orificio central (3a), de tal modo que queda atornillado a dicho orificio central (3a) y anclado al cráneo (107). Es fácil apreciar cómo las tensiones generadas en la unión entre el tornillo (2) y el 40 cráneo (107) del lactante se reparten por todos los orificios de anclaje auxiliares (3b), disminuyendo la probabilidad de un desprendimiento de la estrella (100). Then, as shown in Fig. 4, the main fixing screw (2) is introduced through the central hole (3a), so that it is screwed to said central hole (3a) and anchored to the skull (107) . It is easy to see how the tensions generated at the junction between the screw (2) and the skull (107) of the infant are distributed through all auxiliary anchoring holes (3b), reducing the probability of a detachment of the star (100) .

Claims

1. Bone fixation device (1) for surgical navigation registration star (100), where the device (1) comprises a fixing screw (2), characterized in that it also comprises a tension distribution plate (3) having a main fixing means 5 for receiving said fixing screw (2) and a set of auxiliary anchoring holes (3b) arranged around said main fixing means.

2. Bone fixation device (1) according to claim 1, wherein the tension distribution plate (3) is circular in shape, with the main fixation means located in the center and the auxiliary anchor holes (3b) located on the periphery.

3. Bone fixation device (1) according to claim 1, wherein the stress distribution plate (3) is star-shaped, with the main fixation means located in the center of said plate (3) and the holes of auxiliary anchorage (3b) located in the periphery. fifteen

4. Bone fixation device (1) according to any of the preceding claims, wherein the main fixation means is a central hole (3a) that passes through the fixation screw (2) to be fixed to the skull (107).

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5. Bone fixation device (1) according to claim 4, wherein the central hole (3a) comprises an internal thread.

6. Bone fixation device (1) according to any of the preceding claims 1-3, wherein the main fixation means is a bushing that receives the fixation screw (2), without it passing through the plate (3) nor fix it to the skull (107).

7. Bone fixation device (1) according to any of the preceding claims, wherein the tension distribution plate (3) has between four and eight auxiliary anchor holes (3b). 30

8. Bone fixation device (1) according to any of the preceding claims, wherein the stress distribution plate (3) is made of stainless steel, titanium, alloys thereof, or resorbable material.

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9. Bone fixation device (1) according to any of the preceding claims, wherein the auxiliary anchor holes (3b) are suitable for receiving self-drilling or self-tapping screws (4) four millimeters in length.

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