JP2023546960A - 脊椎外科装置 - Google Patents

Abstract

外科的方法は、少なくとも１つの出口又は射出ポートを有する遠位端を備えた細長いプローブを有する外科器具を使用する。その方法は、細長いプローブの遠位端部分を、２つの脊椎椎骨に隣接する脊椎椎間板腔に挿入することと、少なくとも１つの出口又は射出ポートからプラズマジェットを脊椎椎間板腔の脊椎椎間板物質に射出又は流すことと、その後に細長いプローブを脊椎椎間板腔から取り除くこととを含む。

Description

本発明は、一般に椎間板切除術や髄核摘出術として知られる外科手術に関する。

脊柱は、骨又は椎骨と、更に椎骨の間にある繊維状の椎間板とを含む。椎間板は、通常は椎骨を分けるクッションとして機能する。加齢に伴い、椎間板の乾燥により、クッション効果が低下することがある。また、損傷によって椎間板が膨隆して、脊柱から出る神経根を圧迫し、激しい痛みを引き起こすことがある。

より詳細には、線維輪と呼ばれる椎間板の外壁が加齢や損傷で弱くなると、それが破れて椎間板内部の柔らかい部分である髄核が膨らむことがある。これは、椎間板ヘルニア、椎間板脱出、脊椎すべり症又は椎間板膨隆と呼ばれる。椎間板内部の物質が椎間板外壁の正常な縁を越えて外に出ると、脊椎の非常に敏感な神経組織を圧迫し得る。「膨隆した」椎間板が神経組織を圧迫したり、損傷さえすることがあり、これは背中や片足若しくは両足に脱力、しびれ、又は痛みを生じることがある。

椎間板切除術として知られる外科手術では、外科医は脊柱から出る神経を圧迫している椎間板の一部を取り除くことがある。この手術は、患者の脚に痛みがある場合に腰椎椎間板（腰にある）で最もよく行われる。しかし、この手術は首での頸椎椎間板の治療に使われることもある。

切開での椎間板摘出術は、通常は全身麻酔下（患者は意識がない）で行われ、一般的には１日程度の入院が必要である。椎間板摘出術は、一般的には患者がうつ伏せ又は膝立ちの状態で行われる。手術の際、外科医は脊椎の患部の皮膚を約１インチ（２.５４ｃｍ）切開する。外科医は患部の椎間板の上下で骨から筋組織を取り除き、椎骨と椎間板が外科医によく見えるように、開創器は筋肉及び皮膚を手術部位から離して保持する。場合によっては、外科医が神経組織を傷つけずに椎間板の膨隆を見て、次にアクセスすることができるように、骨及び靭帯を除去しなければならないこともあり、これは骨の除去量に応じて椎弓切除術又は部分的椎弓切除術と呼ばれる。

外科医は、椎骨、椎間板及び他の周辺構造を見えるようにできたら、椎間板の壁から突き出ている椎間板の部分と、椎間板から出た可能性のある他の椎間板の破片を除去する。これは、多くの場合に拡大して行われる。除去した椎間板の組織を置き換える材料は使用されない。その後に、切開部は縫合糸で閉じられて、患者は術後室に運ばれる。

椎間板切除術の最も一般的な問題は、別の椎間板の断片がヘルニアになり、やがて同様の症状を引き起こす可能性があることである。これはいわゆる再発性椎間板ヘルニアで、この発症のリスクは約１０～１５％である。

上記の椎間板切除術は、椎間板のヘルニア部分を除去することに限定される。別の椎間板除去術は、椎間板が除去されて交換されなければならないほど損傷している状況を治療することを目的としている。一般的に、椎間板は、椎間板の上下に位置する椎体を融合する機能を有するケージで置き換えられる。そのような手術は、方法に応じて（１）ＴＬＩＦ（経椎間孔的腰椎椎体間固定術）又は（２）ＡＬＩＦ（腰椎前方固定術）と呼ばれる。どちらの方法も、（１）脊椎関節突起切除術、椎間板腔にアクセスするための骨切除、（２）アニュロトミー、つまり椎間板腔にアクセスするための線維輪の通過、（３）髄核除去、（４）線維輪除去、及び（５）終板準備、すなわち、融合に必要なケージと骨の接触を確保するための、上下の椎体終板からの軟組織の除去、というステップを含む椎間板腔の準備を伴う。

本発明は、椎間板切除処置又は椎間板腔準備処置のための改善された方法並びに関連する器具アセンブリ及びシステムを提供することを目的とする。本発明は、従来の椎間板切除装置が提供するよりも迅速かつ容易に、外科的な椎間板切除術の処置を実施するのに有用である。本発明の装置は、低侵襲的処置での使用を想定する。

本発明による、少なくとも１つの出口又は流出ポートを備えた遠位端を備えた細長いプローブを有する外科器具及び関連するシステムは、椎間板切除処置において使用可能である。細長いプローブの遠位端部分は、２つの脊椎椎骨に隣接しかつその間にある脊椎椎間板腔へ挿入するように構成される。そのプローブは、プラズマジェットを少なくとも１つの出口ポート又は流出ポートから脊椎椎間板腔の脊椎椎間板物質に射出又は流すための加圧プラズマ源に接続可能であり、プローブは後で脊椎椎間板腔から取り外される。

本発明による方法で使用されるプラズマジェット器具は、組織や他の有機物質を効果的に蒸発させる。外科手術が生物学的組織及び他の有機物質を蒸発させるように働く他の器具を使用した場合に、同じ結果が得られることがある。例えば、プラズマジェット器具の代わりにレーザーを使用することができる。従って、本発明による器具又は装置は、（ａ）所定の手術部位で脊椎組織へアクセスするために患者を手術することと、（ｂ）器具の遠位端における作用端又は末端作用部が手術部位に近接して配置されるように切除器具を患者に挿入することと、（ｃ）切除器具を作動させて、脊椎椎間板腔で又はその中において、手術部位の組織及び他の有機物質を蒸発させるのに有効な所定の量で手術部位の組織にエネルギーを供給することと、を伴う方法において使用されることができる。

脊椎椎間板腔は、（i）２つの脊椎椎骨の間、又は（ii）膨隆した又は突き出た椎間板の場合にはその横方向、又は（ii）２つの脊椎椎骨の横方向及びその間の両方、に配置されることができる。標的の脊椎椎間板腔が２つの椎骨の横方向のみに位置する場合、その器具又は装置の使用は、脊椎椎骨の横方向で脊柱の外側に突き出る椎間板物質を切除及び除去することのみからなることができる。別の状況では、その器具又は装置の使用は、２つの椎骨の間にある脊椎椎間板物質を切除及び除去することを追加で含んでもよい。

本発明の更なる特徴によれば、外科器具又は装置は、脊椎椎間板腔の手術部位からガス及び破片を吸引するための手段を更に含む。この吸引は、例えば、シースとプローブの間又はシース壁内で、細長いプローブに沿った流路を通じてなされることができる。その吸引流路は、その器具の近位端で吸引源に作用可能に接続される。好ましくは、プローブの吸引流路を通じて手術部位から除去された破片、粒子及びガスを捕えるためのフィルタ又は不純物トラップが、吸引ライン内に備えられる。

本発明の別の特徴によれば、外科器具又は装置は、脊椎椎間板腔に空気を流すための手段を更に含む。この清浄な又は新鮮な空気の注入は、例えばシースとプローブの間又はシース壁内で、細長いプローブに沿った専用の流路又は通路を通じて行われることができる。空気導通流路又は通路は、その器具の近位端で、ファン又は空気ポンプなどの加圧空気供給装置に作用可能に接続される。

狭い椎間板腔への空気の流れは、ガス及び破片の吸引時に真空状態の発生を防ぐ。したがって、出口を吸引源に接続して、空気入口は大気圧であることもできる。

本発明の別の特徴によれば、本発明の装置は、細長いプローブの遠位端部を脊椎椎間板腔に挿入する前に、プラズマジェットを脊椎椎間板腔の脊椎椎間板に（例えば、脊椎椎間板の外面に）向け、それによって脊椎椎間板に少なくとも１つの切開部を形成し、それによって細長いプローブの遠位端部を脊椎椎間板腔へ挿入することができるように操作されてもよい。

本発明の装置を使用する外科手術は、２つの脊椎椎骨に隣接する脊椎椎間板腔へのアクセスを可能にするために椎弓切除を行うことと、プラズマジェット器具の遠位端部分を脊椎椎間板腔に挿入することと、プラズマジェット器具を操作して脊椎椎間板腔の組織及び脊椎椎間板物質を切除することとを含む。上述したように、脊椎椎間板腔の処置、したがって切除処置は、膨隆椎間板の場合には２つの脊椎椎骨の横方向で生じ、又は例えば髄核摘出術の場合には、２つの椎骨の間で生じ得る。

プラズマジェット器具の遠位端部分を脊椎椎間板腔に挿入する前に、プラズマジェット器具を操作して、プラズマジェットを隣接する脊椎椎骨間の脊椎椎間板腔の脊椎椎間板の外面に向け、それによって脊椎椎間板に少なくとも１つの切開部を形成して、プラズマジェット器具の遠位端部分を脊椎椎間板腔に挿入できるようにしてもよい。

本発明の追加の特徴によれば、外科装置又はシステムは、患者における予定される手術部位、すなわち脊椎椎間板及び隣接する椎骨を含む領域における生体構造に関する３Ｄ構造データを得るためのスキャン装置を更に含んでもよい。スキャン装置は、外科手術の前に使用されることができ、得られた内部構造情報は、脊椎椎間板の切除処置中にビデオ又はコンピュータモニタに表示するためにコンピュータメモリに記憶される。その後にプラズマジェット器具は、構造データに従って案内又は誘導されることができる。

本発明は更に、プラズマジェット器具の位置を、その遠位端部分を脊椎椎間板腔に挿入する間に自動的に追跡し、遠位端部分の位置を３Ｄ構造データとリアルタイムで比較し、リアルタイムでの遠位端部分の位置と３Ｄ構造データとに従ってプラズマジェット器具の移動及び作動を指令する手段を想定する。位置データの比較及びプラズマジェット器具の移動及び作動の制御は、手動で、例えばビデオモニタに映し出された構造の目視観察下で手動で行われても、ロボットシステムによって行われてもよい。

本発明の更に別の特徴によれば、その外科装置又はシステムは、予定された手術部位の周辺領域で、波形エネルギー（例えば、光ファイバ又はケーブルを通じての光）を患者に伝達するための手段を更に含んでもよい。プラズマジェット器具の遠位端部分は、その後に患者へのその波形エネルギーの伝達に応答して得られた生体構造情報に従って案内又は誘導されることができる。

低侵襲手術を含む椎間板切除術に使用するための外科装置は、本発明によれば、少なくとも２つの流路又は管腔を有する細長い器具を含む。第１の流路又は管腔は、加圧プラズマガスの供給源に作用可能に接続可能であり、第２の流路又は管腔は、真空負圧又は吸引源に作用可能に結合可能である。フィルタ又はトラップは、破片、毒素、ガスなどを取り出すために、真空又は吸引源へのラインに備えられてもよい。外科装置の細長い器具は、手術部位に空気を注入するために、細長い器具の遠位端に空気を導くように構成された第３の流路又は管腔を含んでもよい。

その細長い器具は、操縦可能な細長いプローブ又はシャフトを含んでもよい。より詳細には、細長いプローブ又はシャフトは、可撓性の遠位端部分を有する。テンションワイヤ又は圧電アクチュエータのような機械的要素が、そのプローブ又はシャフトの遠位端部分と物理的に接触して又は作用可能に係合して配置され、遠位端部分を曲げる又は回すことによって、プローブ又はシャフトの遠位端から射出されるプラズマジェットを異なる方向に向けるように構成される。

本発明の器具の別の実施形態では、その器具の細長いプローブ又はシャフトは、細長いシャフト又はプローブの少なくとも遠位端部分の縦軸に平行に遠位方向又は前方にプラズマエネルギーを向けるための、第１の出口又は流出ポートを備えた遠位端部を有する。細長いプローブ又はシャフトの遠位端部分は、細長いシャフト又はプローブの縦軸に対して横方向にプラズマエネルギーを向けるための、少なくとも１つの第２の出口又は流出ポートを更に備える。

プローブの操作又は横方向に向けられたプラズマジェットにより、椎間板の切除の制御が容易になり、椎間板物質を所望の形状にする。

外科装置は、患者の生体組織の３Ｄ構造を監視するためのスキャン装置と、細長い器具に作用可能に接続された、細長い器具の位置及び任意で向きを自動で連続的に監視する位置フィードバックシステムと、患者の生体組織に対するその細長い器具の適切な位置決めを可能にするために、スキャン装置及び位置フィードバックシステムに作用可能に接続された比較部とを更に含んでもよい。比較部は、外科医が比較を行うことを可能にするビデオモニタの形態を取ることができ、あるいはその器具と患者の内部生体構造との相対位置に応じて器具の位置決めと作動を制御するロボットソフトウェアを含んでもよい。

本発明による処置を実施するために２つの脊椎椎骨間の脊椎椎間板腔に挿入された、本発明によるプラズマジェット器具の概略斜視図である。 一部において、プローブの位置を追跡して、患者の内部生体脊椎構造に対してプローブを位置決め及び作動の少なくとも部分的な自動制御を可能にするためのナビゲーションアレイを備えたプローブの概略側面透視図である。図２はまた一部において、プローブの位置及び向きを監視してプローブの位置及び作動を制御するための信号処理システムの機能ユニットを示すブロック図である。 本発明に従って外科手術を行う際の使用についての、図２の処理及び制御機能装置と共に使用可能な操縦可能プラズマジェットプローブの概略的な側面図である。 本発明に従って外科手術を行う際の使用について、遠位方向に向けられたガス出口及び横方向に向けられたプラズマ出口を備えたプラズマジェットプローブを示す。

図１に示されるように、外科器具システム１００は、２つの隣接する椎骨１Ａ、１Ｂ間の脊椎椎間板腔２の脊椎椎間板物質４を除去するために脊椎手術で使用するためのプラズマジェット３を射出するプラズマジェットプローブ１０を含む。プローブ１０は、加圧プラズマ源８に近位端で作用可能に接続された流路又は管腔６（図３、４を参照）を含む。医学的に安全かつ効果的ないかなるプラズマでも使用することができ、例えば、アルゴンプラズマを使用することができる。プローブ１０の遠位端部分（個別に符号を付されない）は、患者の皮膚ＰＳ及び皮下組織ＳＤＴでの開放切開部ＯＩを通して、更に任意で腹腔鏡カニューレ１２及び／又は内視鏡１６のワーキングチャネル１４を介して、脊椎椎間板腔２の近くに導入されることができる。

手術部位の可視化は、切開の場合には直接視診を通じて、腹腔鏡又は内視鏡手術の場合には照明光学系１９、ＣＣＤカメラ２０、そのカメラに作用可能に接続されたコンピュータ２２、及びビデオモニタ２４を含む従来の内視鏡又は腹腔鏡光学表示システム１８を通じて得ることができる。コンピュータ２２は、ＣＣＤ信号をビデオモニタ２４に表示される画像に変換するために、公知のデジタル処理ソフトウェアで動作する。

あるいは、図２に示される外科システム２００のように、複数の放射線不透過性の若しくはＭＲＩ検出可能なマーカー（図示せず）又は光学系若しくはビデオシステム３２を通じて検出可能な光学的な可視要素３０を含むナビゲーションアレイ２６を使用して、プラズマジェットプローブ１０の位置及び向きをリアルタイムで監視することができる。ナビゲーションアレイ２６は、プラズマジェットプローブ１０に剛結合され、例えば、光学的に検出可能な例えば球状又は立方体の要素３０を保持する複数のスポーク３３を含み、要素３０の位置は、好ましくはビデオシステム３２によって取得される。これにより、患者の解剖学的構造の情報に対して、器具の位置に関連する情報を参照することができる。手術の前に、ＭＲＩ装置、ＣＡＴスキャナ、カメラシステム（３４、３４’）、又は場合によっては超音波であるスキャン装置９０で行われるプレスキャン処置で解剖学的データを得るために、同様のアレイが患者の身体に接続されて使用される。このようにして、器具の位置を患者に直接結び付けることができる。ビデオシステム３２は、手術台（図示せず）の周りで互いに離れた位置に配置された少なくとも１つ、好ましくは複数のビデオカメラ３４、３４’（例えば、電荷結合素子）を含み、ビデオカメラ３４、３４’は、ソフトウェアで実装された画像処理機能を備えたコンピュータ３６に作用可能に接続される。コンピュータ３６は、外科医及び他の手術室の者に情報を伝えるために、画像を表示するためのビデオモニタ４４に接続される。更に、コンピュータ３６は、ソフトウェアでなされるプローブ１０の制御を外科手術中に行ってもよい。そのために、コンピュータ３６は、（i）術前の患者スキャンで得られた生体構造情報を含むメモリ３８と、（ii）多関節電機子、電気モータ、位置エンコーダ、油圧シリンダなどのアクチュエータを含むロボットサーボ機構４０とに作用可能に接続される。コンピュータ３６は、装置９０からスキャンデータを受信し、患者の構造情報をメモリ３８に記憶する。コンピュータ３６は、ナビゲーションシステム２６からのプローブ位置及び方向情報を、メモリ３８にデジタル形式で記憶された患者の解剖学的構造と比較するための比較回路又は機能３７を含む。コンピュータ３６は、マウス、キーボード、タッチパッド、又はジョイスティックなどの入力装置４２を通じて入力されたオペレータの指示に好ましくは部分的に応答して、プローブ１０の位置及び向きを変更するためにロボットアクチュエータ４０に選択的に通電する。メモリ３８、アクチュエータ４０の入力装置４２、及びスキャン装置９０もまた、内視鏡１６の動きから部分的に独立してプローブ１０を制御するために、図１のシステムに含まれてもよい。

プローブ１０の位置及び向きは、脊椎椎間板腔２の脇に位置してそれを定める椎骨１Ａ、１Ｂを含む、手術部位での先に記録された患者の内部器官の構造（メモリ、例えばメモリ３８に記憶された）と共にビデオモニタ２４又は４４に表示されてもよく、それによって外科医が、プラズマジェット３を向けて椎間板物質を除去し、任意で組織及び生体物質を切除するために、生体構造に対してプローブを操作して機器を作動させることを可能にする。

図３に従って、外科医はまた、プラズマジェットプローブ１０’の可撓性に構成された遠位端８２を曲げて、射出されたプラズマジェット３を椎骨１Ａ、１Ｂ及びその内側に面した表面４６、４８（図１、２及び４参照）に交互に横方向に向け、脊椎椎間板腔２での人工挿入物（図示せず）を受け入れるための表面を洗浄及び準備しても良い。そのために、プラズマジェットプローブ１０’は、操縦可能なカテーテルに見られるようなワイヤ又はケーブル５０などの、方向制御をもたらすための機械的要素を備えてもよい。ワイヤ又はケーブル５０の遠位端は、８４、８６でプローブ１０の遠位端に接続される一方、ワイヤ又はケーブル５０の近位端（符号を付されない）は、入力装置４２を通じて外科医によって与えられ指示に従って、又は予めプログラムされた外科処置に従って、コンピュータ２４又は３６によって作動されるアクチュエータ５２に動作可能に結合される。図１、２のプローブ１０は、プローブ１０’の操作又は方向制御を備えてもよい。

プラズマジェット３の同様の横への方向制御又は方向付けは、代わりに、図４に例示されるように、プラズマジェットプローブ１０”の遠位端に１つ又は２つの横方向出口又は開口部５４、５６を備えることによってなされてもよい。単一の側方開口部５４の場合、プローブ１０”は、プラズマジェット３を一方の椎骨表面４６と他方４８に交互に向けるために、その縦軸６４を中心に回転されることができる。２つ以上の側方開口部５４、５６及び単一の管腔又は流路６の場合、プローブ１０”は、遠位端に１つ以上のゲート（図示せず）を備えることができる。あるいは又は加えて、プローブ１０”は、バルブセット及びマニホールド５９の作動構成に従って、プラズマジェット材料を遠位端のオリフィス６２及び横方向出口５４、５６のそれぞれに別々に運ぶために用いられる複数のプラズマ誘導管又は管腔６、５８を有してもよい。

プラズマジェット器具及びプローブ１０、１０’、１０”を、椎間板切除術の処置で使用することが想定される。このような処置は、患者でのアクセス経路を形成するために、椎弓の少なくとも一部を除去することを伴う。この椎弓切除術は、切開、腹腔鏡、又は内視鏡のアクセス方法に適合しており、それに合った技術を利用する。外科医は、プラズマジェット器具、特にプローブ１０の遠位端部分をアクセス経路に沿って挿入して、その器具の遠位先端が、脊椎椎間板腔２の脊椎椎間板物質４の近くに位置するようにする。その腔は、膨隆した又はヘルニアの椎間板の場合、２つの椎骨１Ａ、１Ｂに近接しかつその外側である横方向の位置を少なくとも部分的に占める。プラズマジェット器具は、必要に応じて椎間板物質を除去するために、脊椎椎間板腔２の脊椎椎間板物質４への所望の方向へプラズマジェット３を向けるために操作される。

プラズマジェット器具システム１００の細長いプローブ１０は、遠位端に少なくとも１つの出口ポート又はオリフィス６２を有する（図３、４を参照）。図４は、３つのジェット射出ポート５４、５６、６２を示す。プラズマジェット３は、縦軸６４に概して垂直なプローブ１０”の側方ポート５４若しくは５６から、又は縦軸６４に平行な遠位方向に遠位端ポート６２を通して射出されることができる。

プローブ１０、１０’、又は１０”の遠位端部分は、脊椎椎骨１Ａ、１Ｂのそば及び間で脊椎椎間板腔２に挿入されることができ、プラズマジェット３が出口ポート６２（又は５４、５６）から脊椎椎間板腔２の脊椎椎間板物質４内に流れる。その後に、椎間板切除術又は切除処置が完了すると、プローブ１０、１０’、１０”は、脊椎椎間板腔２から取り出される。

この方法はまた、椎間板ヘルニアの場合、椎骨１Ａ、１Ｂの間の脊椎椎間板腔２の外側に位置する膨隆した又は突き出た脊椎椎間板物質４の除去も想定する。この処置は、２つの椎骨１Ａ、１Ｂの間にある脊椎椎間板物質４を切除して除去することを更に含んでもよい。

その外科的方法は、脊椎椎間板腔２の手術部位からガス及び破片を吸引することを更に含む。図１に示されるように、この吸引は、流路６６を通じて、例えばシース８０とプローブの間又はシース壁内に、好ましくはプローブ１０と並んで配置された流路６６を通じてなされてもよい。吸引流路６６は、器具の近位端で吸引源６８に作用可能に接続される。好ましくは、吸引流路６６を通じて脊椎椎間板腔２から除去された破片、粒子及びガスを捕えるためのフィルタ又は不純物トラップ７０が、吸引ライン７２に備えられる。

その外科的方法は、脊椎椎間板腔２内に空気を流すことを更に含んでもよい。図１に示されるように、この清浄で濾過された新鮮な空気の注入は、シース８０内の、又はシースとプローブ１０との間の、又はシース壁内の専用の流路若しくは通路７４を通して行われることができる。空気導通流路又は通路７４は、その器具の近位端で、ファン又は空気ポンプなどの加圧空気供給装置７６に作用可能に接続される。

その方法は、脊椎椎間板腔２の椎間板物質４に最初の切開部８８（図１、２、４）を形成し、次に椎間板腔２の脊椎椎間板物質４に更に作用するために、切開部内に又は切開部を通ってプラズマジェットプローブを挿入することを含んでもよい。より詳細には、細長いプローブの遠位端を脊椎椎間板腔２に挿入する前に、プラズマジェット３を脊椎椎間板腔２の脊椎椎間板物質４に（例えば、脊椎椎間板の外面に）向けて外科器具を動作させ、そして脊椎椎間板にプラズマジェット３を向けて本発明の外科器具を作動させることによって、脊椎椎間板に少なくとも１つの切開部８８を形成する。細長いプローブ１０の遠位端部分の脊椎椎間板腔２への挿入は、その後にプローブの遠位端部分を切開部８８内に又は切開部８８を通って挿入することを含んでもよい。

上述したように、プラズマジェットプローブ１０、１０’、１０”の位置及び向きは、その遠位端部分を脊椎椎間板腔２に挿入する間に自動的に追跡されてもよい。リアルタイムでの遠位端部分の位置（及び任意で向き）が３Ｄ構造データと比較され、それによりプラズマジェット器具の移動及び作動が、リアルタイムでの遠位端部分の位置及び３Ｄ構造データに従って制御されてもよい。位置データの比較並びにプラズマジェット装置の移動及び作動の制御は手動で、例えばビデオモニタの映像での構造物の目視観察下で手動で行われてもよいし、ロボットシステムによって行われてもよい。後者の場合には、プラズマジェット器具は、予めプログラムされたプロトコルに従って及び／又は脊椎椎間板の切除処置中に外科医によって入力された指示に応答してプローブ１０、１０’、１０”を操作するために、コンピュータによって制御されるアクチュエータ４０（図２）を備えた電気機械サーボ機構に取り付けられる。プラズマジェット３は、脊椎椎骨１Ａ、１Ｂの内側に面した表面４６、４８に付着する物質を除去するために部分的に向けられてもよい(図３、４を参照)。

本明細書に開示された装置を使用する外科的方法は、波形エネルギー（例えば、光源７９に接続された、図１の照明光学系１９又は図２、４の光ファイバ若しくはファイババンドル７８を介しての光）を、予定された手術部位の周辺領域で患者に伝達することを想定する。次いで、プラズマジェットプローブ１０、１０’、１０”の遠位端部分の挿入は、患者への波形エネルギーの指向に応答して得られる生体構造情報に従って、プローブの遠位端部分を案内又は誘導することを含む。

本明細書で意図されるプラズマジェット器具システム１００又は２００は、少なくとも２つの流路又は管腔６、６６（図１参照）を有する細長いプローブ１０、１０’、１０”及びシース８０又は８０’（図２及び３）を含む協働する構成要素を含む。流路又は管腔６は、加圧プラズマガスの供給源８に作用可能に接続可能であり、一方で流路又は管腔６６は、真空負圧又は吸引源６８に作用可能に結合可能である。流路又は管腔７４は任意であり、手術部位に空気を注入するためにプローブ１０の遠位端に空気を導くように構成される。図２、３のシース８０’は、光源７９に接続された光ファイバ７８を含み、一方で図１のプラズマジェット装置アセンブリ１００の照明は、内視鏡光学系１９によって提供される。シース８０’（図４のプローブ１０”でも使用可能）は、ビデオモニタを通じて視覚フィードバックを提供するために、コンピュータなどの信号処理装置に接続された光ファイバケーブル又はＣＣＤカメラなどの光学系を更に備えることができる（いずれも図示せず）。

手術システムは、プラズマジェット器具アセンブリ１００、２００の他に、プローブ１０、１０’、１０”の位置及び任意で向きを自動的かつ連続的に監視するための、プローブ１０に接続されたナビゲーションアレイ２６と、カメラ３４、３４’とを含む位置フィードバック装置又はシステムを含んでもよい。この位置フィードバック装置は、好ましくは、予め選択された手術部位での患者の脊椎構造に関する構造情報をメモリ３８に記憶するコンピュータ２２、３６に接続される。その情報は、患者の生体組織の３次元構造を監視するためのスキャン装置による事前のスキャンの結果として又は同時に行われるスキャンによって記憶される。コンピュータ２２、３６は、ロボット装置により自動的に又は担当外科医により手動で患者の生体組織に対する細長い器具の適切な位置決めを可能にするために、プラズマジェットプローブのリアルタイムの位置を生体構造情報と比較するように構成されてもよい。後者の場合には、その比較は、ビデオモニタ２４、４４を用いて行われる。

プラズマジェット器具アセンブリ１００、２００は、プラズマジェット３の出口点位置の正確な計算を可能にする固定物に配置することによって使用前に記録される。また、操縦可能な器具（図３）については、トリガーを引くか又はダイヤルを回転させることによって、遠位端の曲がりを段階的に生じさせる。これが記録されたら、器具はその曲がった構成で使用される。

システム１００、２００は、その器具を自動的に移動させるためにプローブ１０、１０’、１０”又はレーザプローブなどの他の組織蒸発器具に作用可能に接続されたロボットサーボ機構アクチュエータ４０と、患者の内部組織構造に対するプローブ１０の位置及び任意で向きを監視するためのナビゲーションアレイ２６を含むスキャン装置３００と、手術部位での患者の内部組織構造に対する細長い器具の位置及び任意で方向に従って組織蒸発プラズマジェットプローブ１０、１０’、１０”を操るために、ロボットサーボ機構４０及びスキャン装置３００に作用可能に接続された、ロボットサーボ機構４０を作動及び制御するためのコンピュータ３６とを含んでもよい。

１Ａ、１Ｂ 椎骨
２ 脊椎椎間板腔
３ プラズマジェット
４ 脊椎椎間板物質
６ 流路又は管腔
８ 加圧プラズマ源
１０ プラズマジェットプローブ
１４ ワーキングチャネル
１２ 腹腔鏡カニューレ
１６ 内視鏡
１８ 内視鏡又は腹腔鏡光学表示システム
１９ 照明光学系
２０ ＣＣＤカメラ
２２ コンピュータ
２４ ビデオモニタ
３４ ビデオカメラ
３６ コンピュータ
３７ 比較回路又は機能
３８ メモリ
４０ ロボットサーボ機構
４４ ビデオモニタ
４６、４８ 脊椎椎骨の内側に面した表面
５０ ワイヤ又はケーブル
５４、５６ 横方向出口又は開口部
５８ 管腔
５９ バルブセット及びマニホールド
６２ オリフィス
６４ プラズマジェットプローブの縦軸
６６ 流路又は管腔
６８ 真空負圧又は吸引源
７０ フィルタ又は不純物トラップ
７２ 吸引ライン
７４ 空気導通流路又は通路
７６ 加圧空気供給装置
７８ ファイババンドル
７９ 光源
８０ シース
８２ プラズマジェットプローブの遠位端
８８ 切開部
９０ スキャン装置
１００ 外科器具システム、プラズマジェット器具アセンブリ
２００ 外科システム、プラズマジェット器具アセンブリ
ＯＩ 開放切開部
ＰＳ 皮膚
ＳＤＴ 皮下組織

Claims (18)

1. 脊椎間の椎間板腔に挿入可能な遠位端を有する細長いプローブを含む椎間板切除処置用の外科器具であって、該外科器具は、少なくとも２つの流路又は管腔を有し、第１の流路又は管腔は、前記プローブを通って延びて加圧プラズマガスの供給源に作用可能に接続可能であり、第２の流路又は管腔は、真空負圧又は吸引源に作用可能に結合可能である、外科器具。
2. 手術部位に空気を注入するために、前記外科器具の遠位端に空気を導くように構成された第３の流路又は管腔を更に有する、請求項１に記載の外科器具。
3. シースを更に備え、前記プローブは前記シースの管腔を通り、前記第２の流路又は管腔及び前記第３の流路又は管腔は、前記シースの内部又は前記シースに面して配置される、請求項２に記載の外科器具。
4. シースを更に備え、前記プローブは前記シースの管腔を通り、前記第２の流路又は管腔は、前記シースの内部又は前記シースに面して配置される、請求項１に記載の外科器具。
5. 前記細長いプローブの少なくとも遠位端部分が可撓性であり、前記遠位端部分と物理的に接触した、前記遠位端部分を曲げる又は回すように構成された機械要素を更に備える、請求項１に記載の外科器具。
6. 前記細長いプローブの遠位端部が、前記細長いプローブの少なくとも遠位端部
   分の縦軸に平行に遠位方向にプラズマエネルギーを向けるための第１の出口又は流出ポートを備え、前記細長いプローブの前記遠位端部分が、前記縦軸に対して横方向にプラズマエネルギーを向けるための少なくとも１つの第２の出口又は流出ポートを備える、請求項１に記載の外科器具。
7. 請求項１に記載の外科器具を含む、椎間板切除処置のための外科システムであって、
   患者の生体組織の３Ｄ構造を監視するためのスキャン装置と、
   前記外科器具の位置及び任意で向きを自動で連続的に監視するように構成された位置フィードバックシステムと、
   前記患者の前記生体組織に対する前記外科器具の適切な位置決めを可能にするために、前記スキャン装置及び前記位置フィードバックシステムに作用可能に接続された比較部と
   を更に含む、外科システム。
8. 請求項１に記載の外科器具を含む、椎間板切除処置のための外科システムであって、
   前記外科器具を自動的に移動させるために、前記外科器具に作用可能に接続されたロボットサーボ機構と、
   内部組織構造に対する前記外科器具の位置及び任意で向きを監視するためのスキャン装置及び／又はメモリと、
   前記内部組織構造に対する細長い前記外科器具の位置及び任意で方向に従って前記外科器具を操るために、前記ロボットサーボ機構を作動させるために前記ロボットサーボ機構及び前記スキャン装置に作動可能に接続されたコンピュータと
   を更に含む、外科システム。
9. 少なくとも１つの出口又は射出ポートを有する遠位端を備えた細長いプローブを含む外科器具と、ここで該外科器具は、前記細長いプローブの遠位端部分を、２つの脊椎椎骨に隣接しかつその間にある脊椎椎間板腔に挿入するのに適した構成であり、
   前記外科器具に作用可能に接続された加圧プラズマ源と、ここで該プラズマ源及び前記外科器具は、前記脊椎椎間板腔の脊椎椎間板物質に、前記少なくとも１つの出口又は射出ポートからプラズマジェットを射出するように構成され、
   前記脊椎椎間板腔の手術部位からガス及び破片を吸引するために、前記外科器具に作用可能に接続された吸引源と
   を含む、外科装置。
10. 前記外科器具に作用可能に接続された加圧空気源を更に備え、該加圧空気源及び前記外科器具は、清浄な濾過空気を前記脊椎椎間板腔内に流すように構成される、請求項９に記載の外科装置。
11. ２つの脊椎椎骨に隣接する脊椎椎間板腔へのアクセスを可能にするための外科手術を患者に実施することと、
    プラズマジェット器具の遠位端部分を前記脊椎椎間板腔に挿入することと、
    前記プラズマジェット器具を操作して、前記脊椎椎間板腔の組織及び脊椎椎間板物質を切除することと
    を含む、外科的方法。
12. 前記プラズマジェット器具の前記遠位端部分を前記脊椎椎間板腔に挿入する前に、前記プラズマジェット器具を操作して、隣接する前記脊椎椎骨間の前記脊椎椎間板腔の脊椎椎間板の外面にプラズマジェットを向けることと、
    前記プラズマジェット器具を操作して前記プラズマジェットを前記脊椎椎間板の前記外面に向けることによって、前記脊椎椎間板に少なくとも１つの切開部を形成し、それにより前記プラズマジェット器具の前記遠位端部分を前記脊椎椎間板腔に挿入することを可能にすることと
    を更に含む、請求項１１に記載の外科的方法。
13. 前記プラズマジェット器具の前記遠位端部分を前記脊椎椎間板腔に挿入することは、前記遠位端部分を前記切開部に挿入することを含む、請求項１２に記載の外科的方法。
14. スキャン装置を操作して、前記患者における予定される手術部位での生体構造に関する３Ｄ構造データを得ることを更に含み、前記プラズマジェット器具の前記遠位端部分の挿入は、前記構造データに従って案内又は誘導される、請求項１１に記載の外科的方法。
15. 前記プラズマジェット器具の遠位端部分を前記脊椎椎間板腔に挿入する間に、前記プラズマジェット器具の位置を自動的に追跡するステップと、
    前記遠位端部分の位置を前記３Ｄ構造データとリアルタイムで比較することと、
    リアルタイムでの前記遠位端部分の位置と前記３次元構造データとに従って、前記プラズマジェット器具の移動と作動を指令することと
    を更に含む、請求項１４に記載の外科的方法。
16. 予定されている手術部位の周辺領域で前記患者に波形エネルギーを伝達することを更に含み、前記プラズマジェット器具の前記遠位端部分の挿入は、前記波形エネルギーを前記患者に向けることに応答して得られる生体構造情報に従って前記プラズマジェット器具の前記遠位端部分を案内又は誘導することを含む、請求項１１に記載の外科的方法。
17. 前記脊椎椎間板腔からガス及び破片を吸引することを更に含む、請求項１１に記載の外科的方法。
18. 前記脊椎椎間板腔に空気を流すことを更に含む、請求項１１に記載の外科的方法。

Images