KR20180077182A - 외과 수술을 수행하기 위한 환자-매칭된 장치 및 방법 - Google Patents

외과 수술을 수행하기 위한 환자-매칭된 장치 및 방법 Download PDF

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KR20180077182A
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Abstract

하나 이상의 외과 수술에서 사용하기 위한 맞춤화된 장치를 개발하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 이 시스템 및 방법은 적어도 하나의 맞춤 장치를 제조하기 위해 MRI 데이터 또는 CT 데이터를 포착함으로써 유도될 수 있는 환자의 고유한 해부학적 특징 또는 형태를 포함한다. 바람직한 실시예에 따르면, 맞춤화된 장치는 MRI 또는 CT 데이터로부터의 복수의 데이터 포인트에 기초하는 복수의 상보적인 표면을 포함한다. 따라서, 각 장치는 이중으로 매칭되어 환자 자신의 해부학적 구조 주위에 배향될 수 있으며, 임의의 원하는 축 정렬 또는 삽입 궤도를 더 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 장치는 외과 수술 중에 사용되는 적어도 하나의 다른 장치와 더 정렬 및/또는 매칭될 수 있다.

Description

외과 수술을 수행하기 위한 환자-매칭된 장치 및 방법
본 발명은 의료 장치의 분야에 관한 것으로서, 일반적으로 환자의 고유한 해부학적 특징에 기초한 수술 환경에서 특정 환자에게 사용하도록 구성 가능한 장치, 및 이를 제조 및 사용하는 방법에 관한 것이다.
외과 수술 및 수술에 사용되는 다양한 도구, 기구, 임플란트 및 다른 장치의 복잡성뿐만 아니라 그러한 도구, 기구, 임플란트 및 장치를 수용하는 환자들 간의 해부학적 차이를 고려할 때, 특정 환자의 고유하고 때로는 비-통상적인 해부학적 특징을 설명하는 수술 계획을 수립하는 것은 종종 어려운 일이다. 예를 들어 (부속 장치 또는 독립형 안정화 장치로서) 척추 본체에 페디클 스크류(pedicle screws)를 임플란트하는 것은 다양한 척추 병리를 치료하는 외과 의사들 사이에서 잘 허용되고 있고, 다양한 페디클 스크류 구조의 성능이 예측 가능해졌음에도 불구하고, 페디클 스크류 또는 다른 뼈 앵커의 배치 및 삽입에는 여전히 여러 가지 문제점이 있다. 문제점은 외과 의사가 이전 수술로 인해 뼈의 표식을 참조할 수 없을 때 또는 환자의 해부학적 구조가 형상이 비-통상적일 때 발생한다.
이제 외과 의사는 자기 공명 영상(MRI) 데이터 또는 컴퓨터 단층 촬영(CT) 데이터를 CAD(computer-aided design) 프로그램 및/또는 유한 요소 모델링(FEM) 프로그램에 의해 판독 가능한 데이터 세트로 쉽게 변환할 수 있고, 이는 그런 다음 예를 들어 맞춤 임플란트가 연관되도록 설계되는 해부학적 구조의 동적 특성을 기반으로 하는 맞춤 임플란트를 생성하는데 사용될 수 있다. 이 데이터는, 수술 계획 시 외과 의사에 의해 현재 사용되고 있지만, 환자의 고유한 해부학적 구조를 보완하도록 설계되는 맞춤화된 기구 또는 다른 외과 장치 세트를 생성하기 위해서는 거의 사용되지 않는다.
따라서, 외과 의사가 외과 수술(들)을 안전하고 효율적으로 완료하는데 도움을 주도록 특정 환자의 복수의 해부학적 특징 및/또는 하나 이상의 추가적인 장치에 부합하도록 적응되고 그리고/또는 구성되고 그리고/또는 가능하고, 다르게는 위에 언급된 문제와 위험을 상당 부분 감소시키고, 그렇지 않다면 제거하는 외과 수술용으로 사용하기에 적합한 장치를 제공하는 것이 유리하다. 선행 기술에 대한 다른 장점은 발명의 개요 및 상세한 설명 및 첨부된 청구범위를 검토하면 알게 될 것이다.
본 개시의 일 양태에 따르면, 하나 이상의 외과 수술에서 사용하기 위한 맞춤화된 장치를 개발하기 위한 신규한 시스템 및 방법이 설명된다. 이 실시예에 따른 시스템 및 방법은 MRI 또는 CT 데이터로부터의 복수의 데이터 포인트에 기초한 상보적인 표면을 포함하는, 하나 이상의 "환자 매칭된" 장치를 유도하기 위해 MRI 데이터 또는 CT 또는 다른 데이터를 포착하는 것으로부터 유도될 수 있는 환자의 고유한 형태를 사용한다. 각각의 "환자 매칭된" 장치는 환자 자신의 해부학적 구조, 바람직한 삽입 궤도(본 명세서에서 그 전체가 참조로서 통합되는 WO 2008027549호에 개시된 소프트웨어와 같은 3D CAD 소프트웨어를 사용하여 수술 전 설정에서 검증될 수 있음), 및 본 명세서에 기재된 일 실시예에 따르면, 외과 수술 중에 사용되는 다른 장치 주위에서 매칭되고 배향된다.
실시예에 따르면, 환자로부터 얻어진 데이터는 장치가 장치를 통과하는 한정된 경로를 구비하여 제조되도록 허용하며, 이는 적어도 하나의 도구, 기구 또는 임플란트와 작동 가능하게 결합되고 적어도 하나의 도구, 기구 또는 임플란트가 일관되고 재생 가능한 방식으로 한정된 경로로 삽입되는 것을 허용한다. 환자에 이식되거나 또는 잔류되는 장치의 예로는 스크류, 핀, 클립, 후크 등과 같은 앵커링 장치와 스페이서, 교체 조인트, 교체 시스템, 케이지 등과 같은 임플란트 가능한 장치가 포함된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 적어도 하나의 도구를 수용하기 위한 하나 이상의 가이드를 포함하는 사전 구성된 외과용 템플릿이 개시된다. 이 실시예에 따르면, 하나 이상의 가이드는 환자의 해부학적 특징과 실질적으로 일치하도록 형성된 환자 접촉 표면을 더 포함한다. 미리 구성된 외과용 템플릿은 환자 접촉 표면이 가이드 또는 템플릿의 적절한 정렬 및 장착을 보장하기 위해 정합식 결합으로 복수의 해부학적 특징과 접촉하도록 구성되고, 미리 구성된 외과용 템플릿의 가이드는 하나 이상의 가이드 내에서 도구의 바람직한 위치 설정, 정렬 또는 전진을 달성하기 위해 사전 구성된 외과용 템플릿의 제조 이전에 선택된 방향으로 배향된다.
일 실시예에서, 절단 가이드는 템플릿 또는 가이드의 일 부분에 상호 연결된다. 절단 가이드는 환자의 척추의 미리 결정된 부분을 제거 또는 변경하도록 작동 가능한 기구를 가이드하도록 구성된 트랙을 포함한다. 일 실시예에서, 절단 가이드의 트랙은 환자 맞춤형 깊이, 각도, 및 배향 제어를 포함하여 기구를 가이드한다.
일 실시예에서, 트랙은 본체의 일 부분을 통해 형성된다. 다른 실시예에서, 트랙은 본체의 외부 표면의 일 부분에 의해 형성된다. 외부 표면의 부분은 기구의 부분이 미리 결정된 평면에서 움직일 수 있는 실질적으로 평면인 표면을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 가이드는 프레임을 더 포함한다. 프레임은 환자의 적어도 하나의 척추에 고정되도록 구성된다. 일 실시예에서, 프레임은 적어도 하나의 척추에 고정된 스크류에 고정된다. 가이드의 본체는 프레임에 해제 가능하게 상호 연결되도록 구성되어 있다. 이러한 방식으로, 가이드는 외과 수술에서 사용되는 본 발명의 다른 실시예의 가이드 이전, 또는 이후에 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 트랙은 본체에 형성된 2개의 트랙을 포함한다.
본 발명의 일 양태에서는, 환자 맞춤형 템플릿이 제공된다. 템플릿은 외과 수술에서 사용하기에 적합하며, 근위 부분 및 원위 부분을 갖는 본체를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 원위 부분은 환자의 척추의 미리 결정된 부분에 실질적으로 부합하도록 형성된다. 본체는 환자의 해부학적 특징으로부터 결정된 방향으로 배향된 보어와 트랙 중 적어도 하나를 포함한다. 일 실시예에서, 보어 또는 트랙은 기구 또는 고정 장치를 가이드하도록 구성된다.
본체의 부분은 환자의 척추의 적어도 제2 미리 결정된 부분 주위에 적어도 부분적으로 후크하도록 그리고 실질적으로 부합되도록 구성된다. 일 실시예에서, 본체의 후크 부분은 본체의 원위 부분의 연장부를 포함한다. 다른 실시예에서, 본체의 연장부는 래미너, 관절간부, 횡돌기의 측면, 극상 돌기, 아래 관절 돌기 및 위 관절 돌기로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 척추 해부학적 구조 주위에 적어도 부분적으로는 후크하도록 설계된다.
일 실시예에서, 템플릿의 본체의 원위 부분은 환자의 척추의 일 부분을 제거함으로써 생성된 절단 표면에 실질적으로 부합하도록 형성된다. 환자의 척추의 부분은 동일한 외과 수술의 이전 부분 동안 제거되었을 수 있다. 다른 실시예에서, 원위 부분의 적어도 일 부분은 환자의 해부학적 구조의 변경되지 않은 부분에 실질적으로 부합하도록 형성된다.
일 실시예에서, 보어는 피질골 궤도로 지향된다. 다른 실시예에서, 보어는 페디클 스크류 궤도로 지향된다.
일 실시예에서, 제1 환자 맞춤형 표면은 환자의 해부학적 구조로부터 결정되고 환자의 해부학적 구조에 대해 상보적이다. 다른 실시예에서, 해부학적 특징은 척추이고, 제1 환자 맞춤형 표면은 척추의 래미너, 파(pars), 관절 돌기 및 극상 돌기 중 하나 이상과 해부학적으로 정합하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제1 궤도는 페디클 스크류 궤도를 따라 배향된다. 선택적으로, 제1 궤도는 기구를 다음 중 하나에서 경피적으로 가이드하도록 배향될 수 있다: (1) 피질 궤도; (2) S1 에일러(alar) 궤도; (3) S2 에일러 궤도; (4) 및 S2 에일러-장골(alar-iliac) 궤도; 및 (5) 장골 궤도.
일 실시예에서, 외과용 가이드는 신속한 프로토타이핑 기계, 광조형(SLA) 기계, 선택적 레이저 소결(SLS) 기계, 선택적 열 소결(SHM) 기계, 융합된 침적 모델링(FDM) 기계, 직접 금속 레이저 소결(DMLS) 기계, 파우더 베드 인쇄(PP) 기계, 디지털 광 프로세싱(DLP) 기계, 잉크젯 포토 수지 기계, 및 전자 빔 멜팅(EBM) 기계로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 프로세스에 의해 제조된다. 선택적으로, 외과용 가이드는 알루미늄 합금, 크롬 합금, PEEK 재료, 탄소 섬유, ABS 플라스틱, 폴리우레탄, 수지, 섬유-포함 수지성 재료, 고무, 라텍스, 합성 고무, 폴리머 및 천연 소재로 제작될 수 있다.
선택적으로, 외과용 가이드는 최소 침습 외과 수술 및 최소 접근 수술 중 하나 이상에서 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 외과용 가이드는 해부학적 특징에 대한 외과용 가이드의 배치가 컴퓨터 제어기를 통해 조작자에 의해 원격으로 수행될 수 있도록 자동화 또는 반자동화 조작을 사용하는 장치와 함께 사용되도록 구성된다. 다른 실시예에서, 외과용 장치는 해부학적 특징에 대한 외과용 장치의 위치 및 배향이 입증될 수 있도록 광학적, 전자적 또는 방사선학적 인식 수단에 의해 식별 가능하다.
본 개시의 추가적인 양태는 상세한 설명으로부터, 특히 도면과 함께 취해질 때 보다 쉽게 명백해질 것이다.
본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 개시의 실시예를 도시한다.
도 1은 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에 따른 장치의 사시도이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에 따른 절단 가이드의 사시도이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에 따른 절단 도구의 사시도이다.
도 3c는 도 2a의 절단 가이드로 도시되는 도 3a에 도시된 실시예에 따른 다른 사시도이다.
도 4a 내지 도 4b는 도 2a의 절단 가이드로 도시되는 도 3a에 도시된 실시예의 절단 도구의 사시도이다.
도 5a는 척추 본체에 대해 위치된 본 발명의 다른 실시예의 가이드의 정면도이다.
도 5b는 도 5a의 가이드의 캐뉼라 내에 삽입된 본 발명의 실시예의 보어링 기구를 도시하는 다른 정면도이다.
도 5c는 도 5a에 도시된 척추 본체에 근접하여 위치된 본 발명의 일 실시예의 가이드 슬리브의 측면도이다.
도 5d는 도 5c의 가이드 슬리브의 캐뉼라 내로 삽입된 본 발명의 일 실시예의 절단 도구의 측면도이다.
도 5e는 도 5d의 절단 도구 및 가이드 슬리브의 사시도이다.
도 5f 내지 도 5g는 도 5d의 절단 도구 및 가이드 슬리브의 추가의 사시도이다.
도 6a는 환자의 척추의 일 부분에 상호 연결된 본 발명의 일 실시예의 프레임의 정면도이다.
도 6b는 도 6a의 프레임에 상호 연결된 본 발명의 다른 실시예의 가이드의 정면도이다.
도 6c는 도 6b의 가이드 및 프레임의 사시도이다.
도 6d는 가이드에 형성된 슬롯의 구조를 나타내는 은선을 포함하는 도 6b의 가이드 및 프레임의 다른 사시도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 가이드의 정면도이다.
도 7b는 도 7a의 가이드의 배면도이다.
도 7c는 도 7a의 가이드의 저면 사시도이다.
도 7d 내지 도 7e는 척추 본체에 대하여 위치되고 가이드에 형성된 슬롯의 구조를 나타내는 은선을 포함하는 도 7a의 가이드의 정면도 및 사시도이다.
도 7f는 척추 본체에 대해 위치된 도 7a의 가이드의 측면도이다.
도 7g는 척추 본체에 대해 위치되고 척추 본체에 형성된 절단부를 도시하는 도 7a의 가이드의 다른 측면도이다.
도 8a는 본 발명의 실시예의 또 다른 가이드의 정면도이다.
도 8b는 척추에 대해 위치된 도 8a의 가이드의 다른 정면도이다.
도 8c는 도 8a의 가이드의 측면 사시도이다.
도 8d는 척추 본체에 대해 위치된 도 8a의 가이드의 측면도이다.
도 8e는 척추 본체에 대해 위치된 도 8a의 가이드의 평면도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예의 또 다른 가이드의 정면도이다.
도 9b는 척추 본체에 대해 위치된 도 9a의 가이드의 다른 정면도이다.
도 9c는 도 9a의 가이드의 측면 사시도이다.
도 9d는 척추 본체에 대해 위치된 도 9a의 가이드의 다른 측면 사시도이다.
도 9e는 척추 본체에 대해 위치된 도 9a의 가이드의 측면도이다.
도 10a는 환자의 척추의 일 부분에 상호 연결된 본 발명의 일 실시예의 프레임의 정면도이다.
도 10b 내지 도 10c는 도 10a의 프레임에 상호 연결된 본 발명의 일 실시예의 다른 가이드의 정면도 및 사시도이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예의 또 다른 가이드의 사시도로서, 도 11c는 외과 수술에서 변경된 척추 본체에 대해 위치된 도 11a의 가이드를 도시한다.
도 11d 내지 도 11e는 외과 수술에서 변경된 환자의 척추의 일 부분에 대해 위치된 도 11a의 가이드의 정면도 및 사시도이며, 환자의 신경 요소에 대한 가이드를 추가로 도시한다.
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 또 다른 실시예의 가이드의 사시도로서, 도 12c 내지 도 12d는 척추의 부분들을 제거하기 위해 절단된 척추 본체에 대해 위치된 가이드를 도시하고, 도 12e는 척추 본체 및 환자의 신경 요소에 대해 위치된 가이드를 도시한다.
도 13a는 본 발명의 또 다른 가이드의 사시도이다.
도 13b 내지 도 13c는 가이드를 사용하여 형성된 절단부를 포함하는 척추 본체와 접촉하여 위치되는 도 13a의 가이드의 측면도 및 사시도이다.
도 13d는 환자의 척추의 일 부분에 대한 사용 위치로 도시되고 가이드의 리세스에 근접하게 위치된 환자의 신경 요소를 도시하는 도 13a의 가이드의 정면도이다.
도 13e는 유사한 사용 위치에 있는 도 13d의 가이드의 측면 사시도이다.
도 14a는 본 발명의 일 실시예의 모델의 사시도이다.
도 14b는 도 14a의 모델의 측면도이다.
도 14c는 도 14a의 모델의 배면도이다.
도 14d 내지 도 14e는 척추 본체와 접촉하여 위치된 도 14a의 모델의 사시도 및 측면도이다.
도 15a는 본 발명의 일 실시예의 다른 모델의 정면도이다.
도 15b는 도 15a의 모델의 배면도이다.
도 15c는 도 15a의 모델의 배면 사시도이다.
도 15d는 척추 본체에 대한 사용 위치에 있는 도 15a의 모델의 다른 정면 입면도이다.
도 15e는 도 15d의 모델의 정면 사시도이다.
도 15f는 도 15d의 모델의 상부 사시도이다.
도 16a는 본 발명의 모델의 다른 실시예의 전방 사시도이다.
도 16b 내지 도 16c는 척추 본체에 인접하게 위치된 도 16a의 실시예의 모델의 정면도 및 사시도이다.
도 17a는 본 발명의 일 실시예의 모델에 상호 연결되도록 구성되고 분해된 상태로 가이드 및 모델을 도시하는 본 발명의 일 실시예의 또 다른 가이드의 사시도이다.
도 17b는 조립된 상태의 도 17a의 모델 및 가이드의 사시도이다.
도 17c는 도 17b의 모델 및 가이드의 정면도이다.
도 17d 내지 도 17e는 척추 본체에 인접하게 위치된 도 17b의 모델 및 가이드의 사시도 및 정면도이다.
도 18a 내지 도 18b는 본 발명의 모델의 또 다른 실시예의 사시도 및 측면도이다.
도 18c 내지 도 18d는 도 10a의 프레임과 유사한 본 발명의 프레임에 상호 연결된 도 18a의 모델의 사시도 및 측면도로서, 환자의 척추의 일 부분에 인접한 사용 위치에서의 모델을 도시한다.
도 19a는 본 발명의 모델의 다른 실시예의 사시도이다.
도 19b는 도 19a의 모델의 측면 사시도이다.
도 19c 내지 도 19d는 본 발명의 프레임에 상호 연결된 사용 위치에서의 도 19a의 모델의 도면으로서, 프레임은 환자의 척추의 일 부분에 고정되어 있다.
도 20a는 본 발명의 일 실시예의 환자의 척추의 일 부분의 고유한 그룹화의 3차원 모델의 사시도로서, 척추의 일 부분이 제거되는 것을 도시한다.
도 20b는 도 20a의 3차원 모델의 측면도이다.
도 20c는 제거된 척추 부분의 일부가 절개된 후의 제거된 척추 부분의 사시도이다.
도 20d는 척추의 일 부분이 제거된 후에 형성된 갭을 폐쇄하기 위해 모델이 이동된 후의 도 20d의 3차원 모델의 측면도이다.
도 20e는 도 20b의 3차원 모델의 측면도로서, 3차원 모델에 상호 연결된 본 발명의 정렬 인디케이터를 도시하고 계획된 외과 수술 전에 환자의 척추의 정렬을 보여주는 모델을 더 도시한다.
도 20f는 계획된 외과 수술 후의 환자의 척추의 정렬을 도시하는 도 20e의 정렬 인디케이터의 다른 측면도이다.
도 21a는 환자의 해부학적 구조의 일 부분에 근접하여 위치된 본 발명의 일 실시예의 관상면 정렬 검증 도구의 사시도이다.
도 21b, 도 21c 및 도 21d는 각각 도 21a의 도구의 정면도, 저면도, 평면도이다.
도 22a는 환자의 척추의 일 부분에 근접하여 위치된 본 발명의 관상면 정렬 검증 도구의 다른 실시예의 사시도이다.
도 22b, 도 22c 및 도 22d는 도 22a의 도구의 정면도, 평면도 및 우측면도이다.
도 23a는 관상면 정렬의 검증을 위한 본 발명의 일 실시예의 다른 도구의 정면도이다.
도 23b는 도 23a의 도구의 우측면도이다.
도 23c는 도 23a의 도구의 사시도이다.
도 23d는 환자의 척추의 일 부분에 근접하고 시상면에 대해 정렬된 도 23a의 도구의 정면도이다.
도 23e는 환자의 척추에 근접하고 관상면에 대해 정렬된 도 23d의 도구의 측면도이다.
도 24a 내지 도 24b는 계획된 외과 수술 중에 척추의 정렬이 변경되기 이전 및 이후의 환자의 척추의 일 부분에 상호 연결된 사용 위치의 정렬 조립체의 2개의 측면도를 도시한다.
도 25a 내지 도 25c는 환자의 척추의 표면 및 궤도를 접촉하기 위한 본 발명의 일 실시예의 또 다른 환자 맞춤형 가이드의 다양한 도면이다.
도 26a 내지 도 26c는 환자의 척추 본체와 관련하여 도시된 도 25a 내지 도 25c의 가이드의 다양한 도면이다.
도 27a 내지 도 27c는 환자의 척추의 표면 및 궤도를 접촉하기 위한 본 발명의 다른 실시예의 다른 환자 맞춤형 가이드의 다양한 도면이다.
도 28a 내지 도 28b는 본 발명의 일 실시예의 환자 맞춤형 가이드의 또 다른 실시예의 다양한 도면이다.
도 29a 내지 도 29c는 본 발명의 일 실시예의 다른 환자 맞춤형 가이드의 다양한 도면이다.
도 30a 내지 도 30c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환자의 척추의 표면 및 궤도를 접촉하기 위한 환자 맞춤형 가이드의 다양한 도면이다.
도 31a 내지 도 31c는 본 발명의 또 다른 실시예의 제2 및 제3 슬리브를 더 포함하는 본 발명의 실시예의 가이드의 다양한 도면이다.
도 32a 내지 도 32b는 본 발명의 일 실시예의 환자 맞춤형 가이드의 또 다른 실시예의 다양한 도면이다.
도 33a 내지 도 33b는 본 발명의 환자 맞춤형 가이드의 다른 실시예의 사시도이다.
도 34a 내지 도 34b는 본 발명의 다른 환자 맞춤형 가이드의 저면도 및 사시도이다.
도 35a 내지 도 35c는 본 발명의 또 다른 환자 맞춤형 가이드의 사시도이다.
도 35e 내지 도 35f는 척추 본체에 대해 위치된 도 35a 내지 도 35d의 환자 맞춤형 가이드의 추가적인 사시도이다.
도 36a는 가이드의 캐뉼라가 환자의 척추 칼럼의 척추를 접촉하지 않는 본 발명의 일 실시예의 또 다른 환자 맞춤형 가이드의 사시도이다.
도 36b 내지 도 36c는 척추 본체에 대해 배치되고 척추 본체로부터 미리 결정된 거리만큼 분리된 캐뉼라의 원위 단부를 도시하는 도 36a의 환자 맞춤형 가이드의 사시도이다.
도 36d 내지 도 36f는 도 36a의 가이드와 유사한 다른 환자 맞춤형 가이드의 사시도로서, 상기 가이드는 환자의 뼈의 해부학적 구조에 대한 절개부 내에 위치되도록 구성되고 피부 외피의 외부에 유지되도록 구성되어 있는 외부 캐뉼라를 포함하고 피부 외피 내에 있도록 위치된 내부 캐뉼라를 더 포함하며, 외부 및 내부 캐뉼라는 동일 직선으로 정렬된다.
도 37a 내지 도 37b는 본 발명의 환자 맞춤형 가이드의 다른 실시예의 측면 사시도 및 상부 사시도이다.
도 37c 내지 도 37d는 척추 본체에 대해 위치된 도 37a의 환자 맞춤형 가이드의 사시도이다.
도 38은 본 개시의 일 실시예에 따른 외과 수술을 용이하게 하기 위한 체내 가이드의 분해 사시도이다.
도 39는 체내 가이드의 다른 실시예의 우측면도이다.
도 40은 도 38에 도시된 체내 가이드의 사시도로서, 상이한 가이드 슬리브가 체내 가이드의 구멍 내에 삽입되어 있다.
도 41은 구멍에 삽입된 또 다른 가이드 슬리브를 갖는 도 38에 도시된 체내 가이드의 또 다른 사시도이다.
도 42는 2개의 척추 본체 사이의 도 38에 도시된 체내 가이드의 사시도이다.
도 43a 내지 도 43b는 상부 척추 본체에 인접한 도 42에 도시된 체내 가이드의 저면 후방 사시도이다.
도 44a 내지 도 44b는 도 40의 가이드 슬리브가 구멍 내에 삽입되어 있는 도 42에 도시된 체내 가이드의 사시도이다.
도 45a 내지 도 45b는 2개의 상이한 척추 본체 사이의 다른 체내 가이드의 사시도이다.
첨부된 도면에 도시되고 본 명세서에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 본 개시는 다양한 개수의 외과 수술에서 사용하기 위한 다양한 맞춤화된 환자-매칭된 장치를 개발하기 위한 신규한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 상기 시스템 및 방법은 MRI 데이터, CT 데이터 또는 임의의 다른 의료 이미징 장치를 포착하여 유도될 수 있는 환자의 고유한 형태를 사용하여, 데이터 포인트 세트에서 유도되는 바와 같이 외과 수술(들) 중에 마주치는 표면에 상보적인 표면을 포함하는 하나 이상의 환자-매칭된 장치를 유도한다. 본 명세서에 설명된 다양한 실시예에 따르면, 환자-매칭된 장치는 원하는 축 및/또는 삽입 궤도를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 복수의 실시예가 도 1 내지 도 45에 도시된다. 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 외과 수술을 용이하게 하기 위한 장치의 사시도이다. 이 실시예에서, 전술한 시스템 및 방법에 의해 형성된 장치는 절단 가이드(10)를 포함한다. 가이드(10)는 절단 도구를 배향시켜 환자의 해부학적 구조의 부분들을 변경 및 선택적으로 제거하도록 사용될 수 있다. 라우터, 버어 및 절골도를 포함하는(그러나 이에 한정되지 않음) 다양한 절단 도구를 가이드와 함께 사용할 수 있다. 도 1에 도시된 가이드(10)는 환자의 래미너를 변경하기 위해 외과적 절단 기구의 사용을 용이하게 하도록 구성된 라미넥토미 가이드이다. 그러나, 본 발명의 가이드는 환자의 해부학적 구조의 임의의 부분을 변경하는 수술에서의 사용에 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명의 가이드는 환자의 후관절, 횡돌기, 관절 돌기 및 극상 돌기를 포함하지만 이에 제한되지 않는 환자의 해부학적 구조의 후방 부분을 변경하는 수술에 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 실시예에서, 가이드(10)는 환자의 해부학적 구조의 측면에 직접적으로 끼워지도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로, 가이드는 상측 및 하측 척추(VS, VI) 사이의 중간 척추(VM)에 근접하여 위치된다. 따라서, 라미넥토미 절단 가이드(10)는 라미넥토미 절단 가이드(10)가 하나 이상의 척추 본체와 정합하도록 허용하는 하부 환자 접촉 표면(14)을 또한 포함한다. 환자 접촉 표면(14)은 래미너, 횡돌기, 관절 돌기, 극상 돌기 등과 같은 환자의 해부학적 구조의 임의의 부분에 맞춤형이 될 수 있다. 대안적으로, 가이드(10)는 본 명세서에서보다 상세히 기술된 바와 같이 프레임에 상호 연결될 수 있다. 표면(14)은 환자의 해부학적 구조의 부분 주위에 적어도 부분적으로 후크하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 표면(14)은 환자의 해부학적 구조의 2개의 별개의 부분에 의해 형성된 2개의 상이한 평면과 접촉하도록 구성된 복수의 부분(14A, 14B)을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 라미넥토미 절단 가이드(10)는 가이드 와이어 또는 다른 고정 요소를 삽입하기 위한 적어도 하나의 정렬 채널(16) 및 블레이드 또는 다른 절단 에지의 경로를 지향시키는 절단 슬롯(20)을 더 포함한다. 정렬 채널(16)은 임시 고정 장치와 같은 고정구를 수용하여 가이드(10)를 일시적으로 환자의 척추에 고정시킬 수 있다. 임시 고정 장치는 당업자에게 공지된 것과 같은 핀 또는 스크류일 수 있다. 고정구를 채널(16)을 통해 배치하는 것은 절단 수술에서 가이드를 사용하는 동안 가이드의 안정성을 증가시킬 수 있다. 선택적으로, 채널(16)은 환자의 해부학적 구조에 보어를 형성하기 위한 도구와 같은 도구를 수용하도록 구성된 캐뉼라를 포함할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 정렬 채널(16)은 선택적으로 페디클 스크류와 같은 기구 또는 고정 장치를 가이드하도록 구성된 보어를 포함할 수 있다.
슬롯(20)은 특정 환자에 대해 계획된 외과 수술을 위해 절단부를 가이드하도록 결정된 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 슬롯은 직선형, 오목형, 볼록형 또는 '갈매기형' 형상의 절단부를 제공하도록 기구를 가이드하는 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 슬롯은 복수의 부분(20A, 20B, 20C)을 포함한다.
절단 슬롯(20)은 부적당한 도구의 사용을 방지하기 위한 크기 또는 형상일 수 있다. 또한, 슬롯은 환자의 신경 요소 주위로 절단부를 가이드하도록 형성될 수 있다. 따라서, 슬롯(20)은 기구 배향 및 깊이를 제어하면서 수술 이전에 계획된 경로를 따라 기구를 가이드하는데 사용될 수 있다. 또한, 슬롯(20)의 폭은 슬롯을 통해 끼워지는 절단 도구의 크기를 제어하도록 변경될 수 있다. 예를 들어, 슬롯 부분(20A)은 부분(20B, 20C)과 상이한 치수를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 슬롯 부분(20A)은 슬롯 부분(20B, 20C)과 다른 폭을 갖는다.
절단 도구의 삽입 깊이를 제한하거나 또는 제어하기 위해 슬롯(20)에 정지부가 형성될 수 있다. 정지부는 환자의 해부학적 구조에 맞춤형일 수 있으며 환자의 신경 요소를 보호할 수 있다. 슬롯(20)은 또한 절단 중에 깊이 제어를 보장하도록 키잉될(keyed) 수 있다. 예를 들어, 슬롯(20)은 도구가 슬롯을 통해 가이드될 때 도구에 의한 절단 깊이를 변경시키는 키를 포함할 수 있다. 키는 도구의 삽입 깊이를 제한하는, 도 3과 관련하여 보다 상세히 기술된 도구(140) 상의 돌출부(144)와 같은 특징에 대응할 수 있다.
선택적으로, 슬리브(24) 또는 인서트가 슬롯(20)에 선택적으로 유지될 수 있다. 인서트(24)는 절단 도구용 슬롯(26)을 포함한다. 슬리브(24)는 가이드(10)를 절단 도구로부터 분리하여 보호한다. 예를 들어, 가이드(10)가 절단 도구에 의해 절단될 수 있는 재료로 형성되는 경우, 절단 도구에 의해 슬롯(20)의 크기 및 형상이 변경될 수 있다. 인서트(24)는 절단 도구가 슬롯(20)을 변경시키는 것을 방지하기 위해 제공된다. 이러한 방식으로, 인서트는 계획된 외과 수술로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
인서트(24)는 슬롯(20) 내에 적어도 부분적으로 수용되도록 선택된 임의의 크기 및 형상을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 인서트는 가이드(10)의 근위 측으로부터 적어도 부분적으로 돌출할 수 있다. 일 실시예에서, 인서트(24)는 슬롯(20)의 단면 프로파일과 실질적으로 동일한 단면 프로파일을 갖는다. 인서트(24)는 슬롯의 깊이와 동일하거나 또는 슬롯의 깊이와 유사한 길이를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 슬롯(20)은 하나 이상의 슬리브(24)를 수용할 수 있는 크기로 될 수 있다. 각 슬리브는 다른 도구를 가이드하거나 또는 다른 절단부를 한정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 슬리브가 슬롯 내로 도입되어 제1 도구가 제1 절단부를 생성하도록 가이드할 수 있다. 그 다음, 제1 슬리브는 슬롯 내로 도입된 제2 슬리브로 대체될 수 있다. 제2 슬리브는 제2 도구를 가이드하여 제2 절단부를 생성할 수 있다. 제2 슬리브는 제1 도구와 상이한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제2 절단부는 제1 절단부를 변경한다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 제2 절단부는 제1 절단부와 교차하지 않는다.
인서트(24)는 인서트 재료의 파괴 및/또는 박리가 회피되는 충분한 강도의 임의의 재료로 형성될 수 있다. 따라서, 인서트(24)는 인서트를 손상시키거나 또는 인서트로부터의 재료가 인서트의 재사용뿐만 아니라 절단 부위에 피착되는 것을 허용하지 않고 고속 절단 도구의 효과를 견딜 수 있다. 인서트 재료는 멸균 중에 발생하는 고온도 견뎌야 한다. 일 실시예에서, 인서트는 다른 재료가 고려될지라도, 금속 또는 금속 합금으로 형성된다. 금속 인서트의 한 가지 장점은 인서트의 원위 단부가 뼈 내로 "바이트되어(bite)" 인서트를 고정할 수 있는 수단을 제공할 수 있도록 하기 위해 절단 표면을 "트레핀(trephine)"하거나 또는 가공할 수 있는 능력이다. 원위 단부에 트레핀을 형성하는 것은 절단 작업 중에 가이드의 추가의 안정화를 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 인서트는 가이드의 재료보다 경질인 임의의 재료로 형성된다.
인서트(24)는 상이한 유형 및 크기의 도구를 수용하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 인서트는 하나의 특정 도구만을 수용하도록 작동될 수 있다. 사전 계획된 순서로 절단이 수행되도록 보장하기 위해 인서트를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 가이드(10)의 슬롯이 3개의 상이한 부분(20A, 20B, 20C)을 갖는 슬롯(20)과 같은 복합 형상을 가질 때, 수술 계획은 부분(20B) 및 그 후 부분(20c)을 통한 동작에 의해 후속되는 슬롯 부분(20A)을 통한 제1 동작을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 인서트(24A)는 슬롯 부분(20B, 20C)으로의 접근을 차단하면서 슬롯(26A)을 통해 부분(20A)에서 도구를 수용하도록 제공될 수 있다. 제1 작동이 완료된 후에, 제1 인서트는 제2 및 제3 인서트(24B, 24C)로 대체되어 슬롯 부분(20B, 20C)에 대한 접근을 허용할 수 있다. 인서트 중 하나, 예를 들어 인서트(24B)는 다른 인서트와 길이가 다를 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 인서트(24)는 외과 수술 중에 절단 도구의 사용 각도를 제한하는 정지부를 포함할 수 있다. 인디시아가 가이드와 인서트 상에 배치되어 가이드가 사용되는 일련의 작업에 부합하는 일련의 사용을 나타낼 수 있다. 인디시아는 또한 사용될 도구, 수행될 절단의 방향, 또는 절단에 의해 타겟팅되는 환자의 해부학적 구조의 특정 부분을 나타낼 수 있다. 인디시아는 바코드 또는 RFID와 같은 컴퓨터 판독 가능 요소를 포함할 수 있다. 따라서, 인디시아는 가이드를 식별하고 가이드(10)로 수행될 수술에 관한 정보를 검색하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 절단 가이드(10)는 의료용 이미징 장치로 환자의 해부학적 구조의 스캔을 획득한 후에 설계된다. 스캔은 CT 스캐너, MRI 스캐너 또는 임의의 다른 의료용 이미징 장치에 의해 수행될 수 있다. 스캔은 각 척추의 3D 모델로 세분된다. 이러한 3D 모델은 CAD에서 변형되어 외과 의사가 원하는 교정을 시뮬레이션한다. 일단 원하는 교정이 적절하게 시뮬레이션되면, 외과 의사가 수술 중에 계획된 교정을 할 수 있게 하는 가이드(10)가 생성된다.
일반적으로 직각 프리즘으로서 도 1에 도시되어 있지만, 라미넥토미 절단 가이드(10)에 대한 다른 기하학적 형상은 동일하게 실제적이고 본 발명의 범위 내에서 고려된다는 것이 명확히 이해된다. 본 발명의 절단 가이드는 물리적 절단 가이드로서 사용될 수 있다. 또한 절단 가이드는 외과 의사에게 절골술 절단의 각도와 위치를 표시하여 환자의 척추에 있는 신경 요소가 손상되지 않도록 보조물로서 사용될 수 있다. 가이드는 계획된 외과 수술을 테스트하거나 또는 실행하기 위해 환자의 해부학적 구조의 모델에 사전 수술적으로 사용될 수도 있다.
이제 도 2a 내지 도 2b를 참조하여, 절단 가이드(110)의 다른 도면이 제공된다. 일 실시예에 따르면, 절단 가이드(110)는 절단 가이드의 적어도 하나의 표면 주위에 복수의 환자 맞춤형 접촉 표면(114) 및 정렬 채널(116)을 포함한다. 접촉 표면은 환자의 해부학적 구조의 부분 주위에 적어도 부분적으로 후크하도록 구성된 부분(114A, 114B)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 접촉 표면(114)은 환자의 해부학적 구조의 부분을 제거함으로써 생성된 절단 표면에 부합하도록 구성된다. 절단 가이드는 바람직한 실시예에서 (도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같은) 절단 기구의 삽입을 용이하게 하고 그 기구에 대한 삽입 깊이를 제어하기 위한 환자 맞춤형 슬롯 또는 "트랙"(120)을 더 포함하여 하나 이상의 기구 접촉 표면(122)을 추가로 제공함으로써 특정 외과 수술 동안 하부 표면의 불필요한 절단을 방지한다.
도 2 내지 도 4와 관련하여 도시된 실시예에 따르면, 절단 가이드(110)는 라미넥토미를 위해 제공될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 환자 맞춤형 가이드는 특히 코르펙토미, 페디클 제거 절골술(PSO), 스미스-피터슨 절골술(SPO), 척추 절제술(VCR), 또는 비대칭 절골술(시상면 또는 관상면에서)을 수행하는데 사용하기 위해 제조될 수 있다.
이들 환자 맞춤형 절단 가이드(10, 110)는 환자의 해부학적 데이터로부터 제조될 수 있으며, 그 결과에서 더 큰 확실성을 갖는 복잡한 수술을 수행하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 특정 절골술, 특히 PSO와 SPO는 많은 외과 기술을 필요로 하며 종종 시간이 많이 소요된다. 환자 맞춤형 가이드를 사용하여, 외과 의사는 수술을 시작하기 전에 절단 궤도 및 경로의 위치 설정 및 정렬을 확인할 수 있으며, 도 2 내지 도 4와 관련하여 위에서 제공된 개시의 추가로, 또한 혈관 및 신경 요소와의 접촉을 회피하는데 필수적인 깊이 제어의 정도를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 도 2 내지 도 4에 도시된 절단 가이드(110)와 관련된 절단 도구(140)는 현재 외과 수술에 사용되는 도구의 유형을 대표한다. 다른 실시예에 따르면, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 특수 절단 버어 또는 팁(142)이 기구와 포함되어 기구의 위치 및 깊이의 추가 제어를 용이하게 할 수 있다. 예를 들면, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 기구의 절단 부분은 환자 맞춤형 수술을 위해 요구되는 것보다 절단 가이드(110) 내로의 기구(140)의 더 큰 삽입을 방지하는 돌출부(144)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 절단 팁(142) 상의 돌출부(144)의 위치는 사용자에 의해 조정될 수 있다. 돌출부(144)는 절단 도구(140)의 사용을 제어하기 위해 슬롯(120)의 접촉 표면(122)과 상호 작용하도록 구성된 임의의 형태일 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(144)는 베어링이다. 다른 실시예에서, 돌출부는 트랙볼이다. 또 다른 실시예에서, 돌출부는 대체로 디스크 형상이다.
도 4a 및 도 4b에 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 돌출부(144)는 절단 가이드(110)의 "트랙"(120)의 제1 부분(120C) 내로 삽입될 수 있다. (절단 표면이 통과하는 것이 허용되는) 절단 가이드의 "트랙"의 제2 또는 제3 더 깊은 부분(120A, 120B)은 돌출부(144)의 삽입 또는 후퇴를 방지함으로써, 절단 기구의 적절한 깊이를 보장할 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 것과 다른 추가의 기하학적 구성이 돌출부(144)가 절단 가이드의 상단 표면에 대해 수평으로, 그리고 일부 경우에는 절단 가이드의 트랙(120) 내로 측 방향으로 그리고 하향으로 이동할 수 있도록 허용하기 위해 제공될 수 있다. 따라서, 이 실시예에서, 절단 기구(140)는 절단 가이드의 "트랙"(120)의 특정 위치에서 환자의 해부학적 구조에 대해 특정 깊이로 이동하는 것이 허용되지만, 절단 가이드(110)의 "트랙"(120)에 대한 또 다른 위치에서 더 큰 깊이를 달성한다. 따라서, 절단 가이드(110)에 대해 기구(140)에 대해 허용된 깊이는 절단 가이드의 "트랙"(120)에 대해 가변적일 수 있다.
당업자는 표면(122)의 크기 및 위치가 원하는 대로 변경될 수 있다는 것을 알 것이다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에서, 기구(140)는 트랙(120)의 상이한 부분 또는 트랙의 둘 이상의 부분으로부터 삽입 및 제거될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 트랙(120) 및 기구(140)는 도구가 트랙의 제1 부분, 예를 들어 부분(120C)에만 삽입되고, 부분(120A 또는 120B)과 같은 트랙의 제2 부분에서만 제거되도록 상호 작용하는 돌출부를 포함한다.
이제 도 5a 내지 도 5f를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예의 가이드 슬리브(210)가 설명된다. 슬리브(210)는 스미스-피터슨 절골술(SPO) 또는 "폰테 절골술(ponte osteotomy)" 수술로도 알려진 후방 절골술에 사용하도록 구성된다. 당해 기술 분야의 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 후방 절골술 동안, 뼈의 일부는 환자의 척추의 후방으로부터 제거된다. 후부 인대 및 후관절의 일부는 또한 환자의 척추의 타겟팅된 부분으로부터 제거될 수 있다. 절골술은 척추를 따라 하나 또는 여러 위치에서 수행되어 환자의 척추의 정렬을 교정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 본 개시의 실시예에 따른 외과용 가이드(246), 가이드 슬리브(248) 및 드릴링 인서트 또는 슬리브(249) 조립체는 환자의 해부학적 구조의 타겟팅된 부분에 근접하여 위치된다. 드릴 슬리브(249)(환자-매칭된 가이드 슬리브(248)를 통해 대향하고 서로 다른 각도로 뼈 내로 배치됨)는 척추(V)에 가이드(246)의 추가적인 고정을 제공한다.
가이드(246)는 가이드 슬리브(210)를 위한 페디클 내로 보어(도시되지 않음)를 도입하는데 사용된다. 보어의 궤도는 특히 드릴링 슬리브(249)용 슬리브(248)에 의해 구체적으로 계획되고 제어된다. 보어의 배치는 신경 요소가 드릴링 슬리브(249)를 통해 삽입된 도구(247)로부터 보호되는 방식으로 선택된다. 보어의 궤도는 도구(247)가 안전 거리만큼 떨어져 있도록 신경 요소로부터 소정의 거리만큼 이격되도록 선택된다. 일 실시예에서, 보어는 환자의 신경 요소로부터 적어도 0.25 mm 떨어져 있다. 그러나, 보어를 신경 요소로부터 분리시키는 임의의 소정의 거리가 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또 다른 실시예에서, 거리는 약 0.1 mm 내지 약 3 mm이다.
이제 도 5c 내지 도 5g를 참조하면, 일단 페디클이 삽관되면, 외과용 가이드(246)는 척추(V)에서 제거될 수 있다. 가이드 슬리브(210)는 보어 내에서 제어된 깊이로 삽입된다. 절단 도구(240)는 슬리브(210)의 캐뉼라(225) 내로 삽입되어 활성화된다. 이 도구는 페디클의 내부에서 외부로 절단하는 표면(242)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 가이드 슬리브(210)는 절단 표면(242)을 위한 구멍(218)을 포함한다. 구멍(218)은 절단부의 깊이를 제어하기 위해 소정의 양만큼 가이드 슬리브(210)의 원위 단부로부터 이격될 수 있다. 다른 실시예에서, 구멍은 슬리브(210)의 원위 단부에 위치된다.
절단 표면(242)은 기계적으로 또는 전기적으로 작동될 수 있다. 절단 표면(242)은 왕복 또는 회전 블레이드, 또는 임의의 다른 유형의 절단 도구를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 절단 표면(242)의 배향 또는 길이는 외과 수술 중에 외과 의사에 의해 변경될 수 있다. 선택적으로, 본 발명의 다른 실시예에서, 도구는 절단을 완료하기 위해 페디클의 일부분을 제거하도록 작동 가능하다. 예를 들어, 상기 도구는 보어 내에서 페디클의 일부분을 통해 태우도록 구성된 레이저를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 도구는 뼈 또는 조직의 부분을 태우거나 그렇지 않으면 제거하기 위한 가열된 표면을 포함할 수 있다. 절단이 완료되면, 척추의 후부 칼럼을 제거할 수 있다.
이제 도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 프레임(330)을 포함하는 가이드(310)의 일 실시예가 도시된다. 가이드(310)는 다른 수술이 고려될지라도 후부 절골술에서 사용하기에 적합하다. 프레임(330)은 환자 맞춤형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 프레임은 횡단 프로세스(T) 또는 환자의 해부학적 구조의 다른 부분과 접촉하는 위치로 구부러지거나 스냅되도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 프레임(330)은 임의의 환자에 대한 외과 수술에서 사용되도록 설계될 수 있다.
사용 시에, 프레임(330)은 환자의 척추(V)와 같은 환자의 해부학적 구조의 소정 부분에 위치된 고정 장치(334)에 상호 연결된다. 일 실시예에서, 도시된 바와 같이, 척추(V)는 하측 척추(VI), 중간 척추(VM) 및 상측 척추(VS)를 포함한다. 고정 장치(334)는 페디클 스크류일 수 있다.
각각의 하측 척추(VI) 및 상측 척추(VS) 내의 2개의 고정 장치(334)가 도 6의 실시예의 프레임(330)과 함께 사용되도록 도시되어 있지만, 더 적은 개수의 스크류를 포함하여 임의의 개수의 스크류가 프레임과 함께 사용할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 프레임(330)의 크기 및 형상은 프레임이 사전 계획된 배향에 있을 때 프레임이 스크류에 상호 연결될 수 있도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 프레임(330)의 실시예는 프레임이 하나의 소정의 배향에 있을 때 프레임이 4개의 페디클 스크류(334)에 상호 연결되게 허용하는 형상을 갖는다.
페디클 스크류(334) 또는 다른 고정 장치는 임의의 도구 또는 가이드를 사용하여 척추 내에 위치될 수 있다. 이전 수술로부터의 기존 페디클 스크류가 프레임과 함께 사용할 수 있다. 하나 이상의 페디클 스크류가 또한 본 발명의 실시예의 페디클 스크류 가이드, 예를 들어 전술된 가이드(246)를 사용하여 위치될 수 있다. 페디클 스크류 가이드의 다른 실시예가 그 전체가 본원에 통합된 미국 특허 제9,198,678호에 기술되어 있다.
프레임(330)은 수술 영역 내의 연조직을 수축시킬 수 있다. 또한, 절골술 가이드(310)를 도킹하기 위한 참조 지점 또는 인디시아가 프레임(330) 상에 제공될 수 있다. 인디시아는 가이드의 계획된 배향 또는 정렬을 나타낼 수 있다. 프레임(330)의 형상은 가이드(310)가 타겟팅된 척추에 대하여 미리 계획된 배향으로 있을 때 가이드의 도킹을 허용할 수도 있다.
프레임(330)은 또한 환자의 척추의 타겟 영역에서 척추를 소정의 양만큼 당기기(distract) 위해 사용될 수 있다. 상기 프레임에 의해 제공되는 당김은 소정의 각도로 절단이 형성되게 보장할 수 있다. 당김은 환자의 해부학적 구조의 소정의 부분에 대한 접근을 제공하는데 필요할 수도 있다. 페디클 스크류(334)에 일단 상호 연결되면, 프레임(330)은 또한 외과 수술 중에 척추골의 의도하지 않은 이동을 방지할 수 있다. 프레임은 외과 의사에게 수술을 완료할 수 있는 더 큰 창을 제공하기 위해 구조물의 당김을 증가시키도록 계획될 수도 있다. 이 실시예에서, 프레임은 상측 척추(VS)(중간 척추(VM)의 절골술 위치보다 위)와 하측 척추(VI)(절골술 위치 아래)를 연결한다. 일 실시예에서, 상기 프레임은 페디클의 측방에 위치하여 중간 척추(VM)의 후방 해부학적 구조가 프레임(330)에 의해 실질적으로 방해받지 않도록 한다. 프레임이 임의의 개수의 척추를 스팬하도록 크기가 정해질 수 있다는 것은 당업자에게 이해될 것이다.
프레임(330)이 페디클 스크류에 상호 연결되면, 가이드(310)는 프레임에 상호 연결된다. 가이드(310)는 절단이 정확하게 이루어지도록 환자 맞춤형 위치에서 중간 척추(VM)의 타겟팅된 부분과 프레임(330) 상에 정렬되도록 수술 전 계획된다.
도 6b 내지 도 6d에 도시된 가이드(310)의 실시예는 하나의 피스로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 가이드는 일련의 계획된 절단부를 생성하기 위해 특정 순서로 배치되는 복수의 피스 또는 일련의 절단 가이드를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다중 피스를 포함하는 가이드의 실시예에서, 가이드의 각 피스는 특정 순서 및 위치에서 가이드의 다른 피스와 상호 연결되도록 키 입력될 수 있다. 일 실시예에서, 가이드(310)는 환자의 해부학적 구조와 접촉하지 않는다. 다른 말로 하면, 가이드(310)는 가이드가 프레임(330)에 상호 연결될 때 수술 영역 위로 부유하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 가이드(310)의 적어도 일부는 환자의 해부학적 구조에 접촉하도록 구성된다.
가이드는 슬롯(320) 및 구멍(328)을 포함할 수 있다. 구멍(328)은 환자의 해부학적 구조의 일부와의 접촉을 방지하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 6a 내지 도 6d에 도시된 실시예의 가이드(310)는 중간 척추(VM)의 극상 돌기(S)를 적어도 부분적으로 수용하기 위한 구멍(328)을 포함한다. 환자의 해부학적 구조에 근접한 가이드의 표면 및 개구(328)는 환자의 해부학적 구조의 소정의 부분에 실질적으로 순응하도록 구성된 환자 맞춤형 컨투어를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 환자의 해부학적 구조의 계획된 부분과 가이드의 정렬이 향상될 수 있다. 환자 맞춤형 접촉 컨투어는 또한 수술 동안 가이드(310)의 안정성을 향상시킬 수 있다.
슬롯(320)은 전술된 가이드(10, 110)의 슬롯(20, 120)과 유사하게, 외과 수술 중에 사용되는 도구를 가이드하도록 위치 설정되고 크기를 갖는다. 슬롯(320)은 형상을 가질 수 있고, 절단 도구를 포함하여 가이드 도구에 대해 다양한 각도로 위치될 수 있다. 각 슬롯(320)은 고유한 크기 및 배향을 가질 수 있다. 따라서, 슬롯은 상이한 도구 또는 하나의 특정 도구만을 수용하도록 구성될 수 있다. 돌출부와 같은 특징부가 슬롯에 형성되고, 도구의 특징부와 상호 작용하여 도구의 삽입 깊이, 도구의 사용 방향 및 도구의 삽입 및 제거 포인트를 제어할 수 있다. 전술한 인서트(24)와 유사한 인서트가 수술 중에 도구의 적절한 사용을 보장하거나 슬롯에 대한 손상을 방지하기 위해 슬롯(320) 내에 위치되도록 형성될 수 있다.
이제 도 7a 내지 도 7g를 참조하면, 본 발명의 가이드(410)의 또 다른 실시예가 도시된다. 가이드(410)는 단일 척추 레벨에 대한 페디클 제거 절골술(PSO) 및 비대칭 페디클 제거 절골술(APSO)에 사용하기에 적합하다. 가이드의 크기 및 형상은 척추(V)의 표면을 가로 질러 가이드에 끼워지도록 선택될 수 있다.
가이드(410)는 척추의 일부분을 타겟팅하도록 구성된 하나의 피스를 포함할 수 있다. 대안적으로, 가이드는 척추의 다양한 위치를 타겟팅하기 위해 2개 이상의 피스로 형성될 수 있다. 피스들은 척추에서 순차적인 일련의 절단부를 가이드할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 피스들은 외과 수술 중에 순차적으로 상호 연결되어 가이드(410)를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 가이드(410)는 래미너, 횡돌기, 관절 돌기, 극상 돌기 등과 같은 환자의 해부학적 구조의 후방 측면에 직접 끼워질 수 있다. 따라서, 다양한 환자-매칭된 표면(414)이 가이드(410) 상에 제공될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 가이드(410)는 또한 이전에 절단된 척추의 표면에 끼워질 수 있다. 일 실시예에서, 이전의 절단부는 본 발명의 초기 가이드를 사용하여 수행될 수 있다. 초기 가이드는 척추의 표면을 생성하는데 사용되는 절단 도구를 가이드하도록 구성된다. 가이드(410)는 초기 가이드를 사용하여 생성된 표면에 끼워지도록 설계될 수 있다. 변경된 척추의 추가 절단이 가이드(410)를 사용하여 수행될 수 있다. 대안적으로, 가이드(410)는 프레임(330, 730)을 포함하여 본 명세서에 기술된 임의의 프레임에 상호 연결될 수 있다.
가이드(410)는 라우터, 버어 및 다른 유사한 장치와 같은 절단 도구를 포함하는 수술 도구를 척추의 제거를 보조하기 위한 트랙을 따라 가이드하는 슬롯(420)을 포함한다. 슬롯(420)은 전술한 가이드(10, 110)의 슬롯과 동일하거나 유사할 수 있다. 슬롯은 수술 동안 절단 도구를 수술 전 계획된 진입 지점과 절단 각도로 제한하기 위해 선택된 크기 및 배향을 갖는다. 알 수 있는 바와 같이, 슬롯(420)은 가이드(410)의 근위 표면 부분을 가로지르는 평면 내에 배향될 수 있다. 슬롯은 실질적으로 선형, 오목형, 볼록형, 곡선형 또는 "갈매기형"인 절단부를 만들기 위한 도구를 가이드하도록 계획될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 슬롯(410)은 슬리브(24)를 수용할 수 있으며, 수술 도구의 이동을 가이드하거나 제한하기 위한 정지부 및 키를 포함할 수 있다.
선택적으로, 가이드(410)는 정렬 채널 또는 캐뉼라(416)를 포함한다. 캐뉼라(416)는 고정구(434)와 같은 고정 도구 또는 앵커를 척추로 가이드하도록 구성된다. 캐뉼라(416)는 가이드 상의 다양한 위치에 위치될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 하나 이상의 캐뉼라가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 도 7e 내지 도 7g에 도시된 바와 같이, 가이드(410)는 앵커(434)에 의해 척추에 고정된다. (도 7g에 도시된) 절단부(450)가 척추(V)의 페디클에서 완료된 후에, 페디클의 전체 절단 부분은 앵커(434)를 척추(V)에서 당김으로써 가이드(410)와 함께 제거될 수 있다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 가이드(510)의 다른 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 가이드(510)는 PSO 및 APSO 수술에서 사용하기에 적합하다. 이 가이드는 인접한 상측 척추(VS)와 하측 척추(VI)에 부분적으로 스팬되도록 크기 맞춰진다. 가이드(410)와 유사하게, 가이드(510)는 환자의 해부학적 구조와 실질적으로 일치하도록 구성된 환자 맞춤형 접촉 표면(514)을 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 가이드의 원위 표면(515)은 복수의 환자 맞춤형 컨투어를 포함한다. 원위 표면(515)의 적어도 하나의 부분은 환자의 해부학적 구조의 일부를 제거함으로써 형성된 절단 표면과 접촉하도록 구성될 수 있다.
복수의 구멍이 환자의 해부학적 구조의 예정된 부분을 타겟팅하거나, 회피하거나 또는 정렬하도록 가이드를 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 구멍(528)은 극상 돌기(S)가 가이드를 적어도 부분적으로 통과할 수 있도록 선택된 형상을 갖는 가이드(510)를 통해 형성될 수 있다. 환자 맞춤형 표면(514)은 구멍(528) 내에 형성될 수 있다.
가이드는 환자의 페디클(P)을 적어도 부분적으로 수용하기 위해 사전 계획된 형상을 갖는 페디클 구멍(529)을 더 포함할 수 있다. 페디클 구멍(529)은 또한 환자 맞춤형 내부 표면을 포함할 수 있다. 외과 의사는 절단 도구를 구멍(529)에 삽입하여 페디클(P)의 부분을 제거할 수 있다. 페디클 구멍은 도구가 척추에 과도하게 삽입되는 것을 방지하도록 형상화될 수 있다. 또한, 키는 구멍(529) 주위에 형성될 수 있다. 전술한 돌출부(144)와 같이 도구 상에 형성된 돌출부와 관련하여, 키는 외과 의사가 도구를 구멍(529) 주위로 이동시킬 때 도구의 삽입 깊이를 제어하거나 변경할 수 있다.
가이드(510)는 또한 절단 트랙(520)을 포함할 수도 있다. 트랙(520)은 전술한 슬롯(20, 120, 320)과 유사하며, 슬리브(24)와 동일하거나 유사한 가이드 슬리브를 수용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 절단 트랙(520)은 상측 척추(VS) 및 하부 척추(VI)의 각각의 파셋 캡슐을 타겟팅하도록 채택된다. 외과 의사는 인접한 척추의 인접한 패싯 캡슐을 분리하기 위해 절단 트랙(520)을 사용할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 다른 절단 트랙 또는 절단 슬롯이 다른 계획된 절단을 제어하기 위해 가이드 상에 제공될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 가이드(510)는 전술한 캐뉼라(16, 416)와 유사한 캐뉼라를 포함할 수 있다. 척추에 이식된 고정구는 가이드(510)를 척추에 적어도 일시적으로 연결하기 위해 캐뉼라에 수용될 수 있다. 선택적으로, 캐뉼라는 보링 기구 또는 절단 도구(240)를 포함하는 기구를 가이드하도록 구성될 수 있다.
이제 도 9a 내지 도 9e를 참조하면, 본 발명의 가이드(610)의 또 다른 실시예가 도시된다. 가이드(610)는 가이드(510)와 유사하며, 환자 맞춤형 접촉 표면을 포함할 수 있는 원위 표면(615)을 포함한다. 접촉 표면들 중 적어도 하나는 환자의 해부학적 구조의 변경되지 않은 부분과 실질적으로 일치하도록 구성될 수 있다. 원위 표면(615)의 다른 부분은 예를 들어 절단에 의해 변경된 환자의 해부학적 구조의 일부에 실질적으로 일치하도록 구성될 수 있다. 극상 돌기(S)를 적어도 부분적으로 수용하도록 구성된 구멍(628)이 제공될 수 있다. 구멍(628)은 환자 맞춤형 표면(614)을 포함할 수 있다.
가이드(610)는 척추(V)의 각 페디클(P)을 타겟팅하도록 구성된다. 따라서, 가이드는 2개의 페디클 구멍(629)을 포함한다. 상기 구멍은 전술된 가이드(510)의 페디클 구멍(529)과 동일하거나 유사하다. 일 실시예에서, 각각의 페디클 구멍(629A, 629B)은 환자의 해부학적 구조에 특정한 고유한 형상을 가질 수 있다. 선택적으로, 가이드(610)는 도 9d 및 도 9e에 도시된 바와 같이 페디클(P)이 근위 표면에 의해 형성된 평면을 넘어서 돌출되지 않도록 결정된 두께를 가질 수 있다.
보이드(617)는 또한 가이드를 척추(V)와 정렬시키기 위해 가이드의 일부에 형성될 수 있다. 보이드는 여러 위치에 있을 수 있다. 또한, 보이드(617)는 가이드(610)를 통해 부분적으로 또는 완전히 연장될 수 있다. 또한, 돌출부(619)는 가이드의 원위 표면(615)으로부터 연장될 수 있다. 돌출부는 척추의 후방의 선택된 부분에 끼워지도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 보이드(617) 또는 돌출부(619)는 환자의 해부학적 구조의 일부분 부위를 적어도 부분적으로 후크할 수 있다. 이러한 방식으로, 보이드(617) 및 돌출부(619)는 원위 표면(615)의 다른 부분과 비교하여 환자의 해부학적 구조의 별개의 부분에 접촉한다. 따라서, 보이드 및 돌출부는 가이드(610)가 환자의 해부학적 구조에 대하여 소정의 위치에 위치될 때를 나타내는 참조를 제공한다. 다른 말로 하면, 보이드(617) 또는 돌출부(619)는 가이드가 부적절한 위치에 있을 때 가이드(610)가 적절히 안착되는 것을 방지할 것이다. 따라서, 가이드는 안정적이지 않으므로 가이드가 올바른 위치에 있지 않다는 촉각적 피드백을 사용자에게 제공한다. 일 실시예에서, 돌출부(619)는 횡돌기 또는 래미너 부분에 가이드를 끼우도록 구성된다. 각 보이드(617) 또는 돌출부(619)는 환자 맞춤형 표면을 더 포함할 수 있다.
이제 도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예의 가이드(710)가 도시된다. 일 실시예에서, 가이드(710)는 PSO 또는 APSO 수술에서 사용하기에 적합하다. 상측 척추(VS), 중간 척추(VM) 및 하측 척추(VI)(예를 들어, 횡돌기, 극상 돌기, 래미너 및/또는 페디클)의 후방 부분은 가이드(710)를 사용하기 전에 절단부(750)에 의해 제거된다.
프레임(730)은 환자의 척추의 일부분과 상호 연결된다. 프레임은 일반적으로 2개의 횡방향 부재(733)를 연결하는 중간 부재(732)를 포함한다. 일 실시예에서, 프레임(730)은 상측 척추(VS)와 하측 척추(VI)에 상호 연결된다. 상측 척추 및 하측 척추에 위치된 페디클 스크류(734)는 척추에 프레임을 고정시키는데 사용될 수 있다. 프레임(730)은 전술한 프레임(330)의 특징과 유사할 수 있고 그 특징을 포함할 수 있다. 따라서, 프레임(730)은 현존하는 당김의 양을 보존할 수 있다. 일 실시예에서, 프레임은 중간 척추(VM)와 인접한 상측 척추(VS) 및 하측 척추(VI) 사이의 관계를 보존하는데 사용된다. 또는 필요에 따라 구조의 당김을 변경하기 위해 프레임을 조정할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에서, 프레임의 중간 부재(732)는 횡방향 부재(733) 사이의 거리를 증가 또는 감소시키는 외과 수술 중에 조정 가능한 길이를 가질 수 있다. 내측 부재(732)는 제2 부분 내에 또는 제2 부분에 인접하여 끼워지는 제1 부분을 포함할 수 있다. 내측 부재는 척추(VS, VM, VI) 사이에서 원하는 당김의 양을 제공하도록 내측 부재(732)의 길이를 변경하기 위한 래크 및 피니언 시스템, 나사 또는 다른 수단을 더 포함할 수 있다. 당업자에게 이해되는 바와 같이, 프레임은 상이한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 프레임(730)은 2개의 중간 부재를 포함할 수 있다. 각각의 중간 부재(732)는 독립적으로 조정 가능한 길이를 가질 수 있다.
일단 프레임이 제자리에 있게 되면, 가이드(710)는 프레임에 상호 연결된다. 일 실시예에서, 가이드(710)의 적어도 일부는 환자의 척추의 절단 표면(750)과 접촉하도록 구성된다. 가이드(710)의 다른 부분은 환자의 척추의 절단되지 않은 부분과 일치하도록 구성된 환자 맞춤형 표면을 가질 수 있다.
가이드는 절단 트랙(720)을 포함한다. 트랙(720)은 제한 없이 슬롯(20, 120, 320)을 포함하는 본원에 설명된 다른 슬롯과 유사하다. 가이드가 프레임에 상호 연결된 후, 트랙은 소정의 궤도를 따라 척추로 절단부를 가이드하도록 사용된다. 각각의 트랙(720A, 720B)은 고유한 환자 맞춤형 형상을 가질 수 있다. 또한, 트랙(720A)은 트랙(720B)과 관련된 도구와 상이한 특정 도구를 수용하도록 구성된 크기 및 폭을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 가이드(710)는 중간 척추(VM)로부터 페디클을 분리하기 위한 2개의 트랙을 포함한다. 트랙은 단일 절단으로 페디클의 분리를 가능하게 할 수 있다. 가이드(710)는 가이드(510, 610)와 유사한 척추(VS, VM 및 VI)의 다른 부분의 절단부를 가이드하는 구멍을 포함할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 가이드(710)는 또한 전술된 캐뉼라(16, 416)와 유사한 캐뉼라를 포함할 수 있다. 캐뉼라는 가이드(710)를 타겟팅된 척추(VM)에 상호 연결하기 위한 고정구(고정구(434)와 유사)를 수용할 수 있다. 선택적으로, 고정구는 트랙(720)에 의해 가이드되는 절단에 의한 제거를 위해 계획된 페디클과 같은 척추의 부분에 위치될 수 있다. 이러한 방식으로, 절단이 완료된 후, 가이드(710)는 프레임으로부터 제거되어 페디클의 여러 부분을 제거할 수 있다. 다른 실시예에서, 캐뉼라는 보링 장치와 같은 기구를 가이드하도록 구성된다.
이제 도 11 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 실시예의 가이드의 실시예(810A, 810B)가 도시된다. 가이드는 척추의 일부를 제거함으로써 형성되는 척추(VM)의 절단 표면(850)에 끼우도록 구성된다. 표면(850)은 본 발명의 또 다른 임의의 가이드에 의해 가이드되는 절단에 의해 형성될 수 있다. 가이드(810A, 810B)는 또한 척추의 소정 부분에 실질적으로 일치하도록 구성된 환자 맞춤형 표면(814)을 포함할 수 있다. 제1 부분(814A)은 환자의 해부학적 구조의 절단 표면(850)과 접촉하여 실질적으로 일치하도록 구성될 수 있다. 가이드의 제2 부분(814B)은 환자의 해부학적 구조의 변경되지 않은 부분과 실질적으로 일치하도록 구성된 환자 맞춤형 컨투어를 포함할 수 있다. 제2 부분(814B)은 일반적으로 환자의 해부학적 구조 주위를 후크할 수 있다. 이러한 방식으로, 제2 부분(814B)은 부분(814A)과 비교하여 환자의 해부학적 구조의 다른 평면과 접촉한다.
도 11 내지 도 12에 도시된 가이드(810)는 2개의 슬롯을 포함하지만, 가이드는 임의의 개수의 슬롯을 포함할 수 있다는 것을 알 것이다. 슬롯은 아치 형상을 포함하여 다른 형상을 가질 수도 있다. 또한, 가이드(810)는 척추의 양 측면을 타겟팅하기 위한 슬롯을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상이한 가이드(810)는 척추의 후방 측면 각각을 타겟팅하도록 형성될 수 있다. 이 실시예에서, 척추의 각 측면에 대한 2개의 가이드는 키 입력될 수 있다. 키는 수술 중에 가이드가 서로 연결되게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 신경 요소를 여전히 보호하면서 척추의 양 측면을 타겟팅하도록 가이드(810)가 조립될 수 있다. 키는 선택적으로 개별 가이드의 특정 조립 순서를 요구하도록 구성될 수 있다.
리세스(854)가 가이드(810)의 일부에 형성될 수 있다. 리세스(854)는 환자의 척수와 같은 신경 요소(N)를 적어도 부분적으로 감싸도록 선택된 단면 형상을 갖는다. 일 실시예에서, 리세스(854)는 "C" 또는 아치형 천장과 유사한 형상을 갖는다. 리세스(854)는 슬롯(820)의 내부 표면으로부터 이격된 도 11A에 도시된 내부 표면(856)을 포함한다. 이러한 방식으로, 리세스(854)는 도구가 척추에 절단부를 형성하도록 슬롯(820) 내에서 가이드될 때 부주의한 손상으로부터 신경 요소(N)를 보호한다.
이제 도 12를 참조하면, 가이드(810B)는 가이드(810A)와 유사하다. 또한, 가이드(810B)는 손상으로부터 신경 루트와 같은 제2 신경 네트워크(N2)를 보호하는 형상인 제2 리세스(854A)를 포함한다.
이제 도 13a 내지 도 13e를 참조하면, 본 발명의 실시예의 다른 가이드(910)가 도시된다. 가이드(910)는 가이드(810A, 810B)와 유사하다. 일 실시예에서, 가이드(910)는 페디클 제거 절골술(또는 APSO) 동안 요구되는 최종 절단부(950)를 만드는데 사용하기에 적합하다. 가이드(910)는 일반적으로 둥근 코너(958), 리세스(954) 및 가이드 슬롯(920)을 포함한다. 척수와 같은 신경 네트워크(N)를 드러내는 척추의 일부가 제거된 후, 가이드(910)는 척수와 척추(VM) 사이에 배치된다. 가이드의 둥근 코너(958)는 신경 요소를 가압하여 척수와 척추 사이의 가이드를 위한 공간을 생성하도록 형성된다. 그 후, 신경 요소(N)는 가이드(910)의 슬롯(920)을 사용하여 수행되는 절단 중 손상으로부터 신경 요소를 보호하는 리세스(954)에 수용된다. 이 가이드는 소정의 위치에 끼워질 수 있는 환자 맞춤형 특징부(914)를 포함한다. 이러한 특징부는 환자의 해부학적 구조(척수 도관의 전방 부분)와 일치하거나 이전 가이드와 함께 생성된 절단 표면(950)과 매칭될 수 있다.
슬롯(920)은 본원에 설명된 본 발명의 가이드의 모든 실시예의 슬롯과 유사하다. 또한, 슬리브는 외과 수술에서 사용되는 절단 도구에 의한 슬롯의 손상 또는 변형을 방지하기 위해 슬롯(920)에 배치될 수 있다. 슬롯은 이전에 완료된 절단부와 정렬될 수 있다. 이러한 방식으로, 슬롯에 의해 가이드된 새로운 절단부는 이전 절단부와 교차하여 척추의 일부가 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 슬롯(920)은 정렬되어 척추 본체의 내측 부분을 제거하도록 절단을 완료한다.
이제 도 14 내지 도 19를 참조하면, 본 발명의 모델의 실시예가 도시된다. 모델은 외과 의사를 위한 참조로서 절골술과 같은 외과 수술 중에 사용할 수 있도록 적용된다. 모델은 외과 수술 중에 수행될 수술과 정렬된 환자 맞춤형 특징부 및 구멍 또는 표면으로 설계될 수 있다. 모델에는 환자의 해부학적 구조에 대한 수술 전 계획된 변형이 포함된다. 예를 들어, 모델에는 환자의 정렬에 대해 계획된 변형을 수행하는데 필요한 여러 절단의 각도 및 시작 위치의 표시가 포함될 수 있다. 모델에는 직선형, 오목형, 볼록형, 곡선형 또는 '갈매기형'인 절단부를 포함하여 모든 크기 및 형상의 절단부와 일치하는 표면 및 표시가 포함될 수 있다. 또한, 모델은 모듈화되도록 설계되어 외과 수술 중에 완성된 모델을 형성하도록 별도의 부분이 상호 연결될 수 있다. 이는 복잡한 외부 컨투어를 갖는 환자의 해부학적 구조 부분 주위로 끼워지거나 이에 일치하도록 설계된 모델에 유용할 수 있다.
이제 도 14a 내지 도 14e를 참조하면, 본 발명의 모델(1002)의 일 실시예가 도시된다. 상기 모델(1002)은 척추(V)의 후방 표면의 일부분과 실질적으로 일치하는 환자 맞춤형 표면(1014)을 포함하도록 설계된다. 일 실시예에서, 상기 모델은 외과 수술 중에 제거될 것으로 계획되는 척추의 일부분 주위에 적어도 부분적으로 끼워지도록 구성된다. 다른 실시예에서, 모델의 적어도 일부분은 척추와 같은 환자의 해부학적 구조의 소정의 부분에 실질적으로 일치하거나 "후크"하도록 구성된다. 달리 말하면, 상기 모델은 환자의 해부학적 구조에 대하여 소정의 배향으로 편향되도록 구성될 수 있다. 따라서, 모델(1002)의 재료는 외과 의사가 모델(1002)을 구부리거나 펴서 환자의 해부학적 구조를 후크할 수 있도록 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 모델(1002) 또는 그 일부는 적어도 부분적으로 구부러지거나 변형 가능한 재료로 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 모델은 니티놀(Nitinol)과 같은 형상 기억을 갖는 재료로 제조된다.
모델(1002)은 계획된 절단의 진입 지점 및 각도를 표시하도록 구성된다. 일 실시예에서, 모델은 진입 지점을 나타내는 인디시아를 포함한다. 다른 실시예에서, 모델의 적어도 하나의 외부 표면은 계획된 절단부의 평면에 평행하다. 예를 들어, 도 14e에 도시된 모델(1002)의 실시예에서, 외부 표면(1013)은 극상 돌기(S)를 제거하도록 계획된 절단부의 평면에 실질적으로 평행하다. 도시되지는 않았지만, 상기 모델은 척추(V)의 부분 내로 절단부 및 보어를 가이드하는 슬롯 및 캐뉼라를 포함할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 모델(1002)의 크기 및 형상은 임의의 다양한 절단부를 가이드하도록 계획된 대로 변화될 수 있다. 예를 들어, 도 14e에 도시된 모델(1002)의 두께가 증가되면, 적은 부분의 극상 돌기(S)가 표면(1013)에 의해 가이드된 절단부에 의해 제거될 것이다. 대안적으로, 모형(1002)의 높이를 감소시킴으로써 더 많은 극상 돌기(S)가 제거될 수 있다.
이제 도 15a 내지 도 15f를 참조하면, 본 발명의 또 다른 모델(1102)이 도시된다. 모델(1102)은 본 발명의 일 실시예에서 비대칭 페디클 제거 절골술에서 사용하기에 적합하다. 모델(1102)은 모델(1002)과 유사한다. 따라서 모델에는 인디시아 및 절단의 진입 지점 및 각도의 다른 표시가 포함될 수 있다. 그러나, 모델(1102)은 제거되도록 계획된 척추의 일부분 주위에 끼워지는 구멍(1128)을 더 포함한다. 일 실시예에서, 구멍(1128)은 모델(1102)의 단락된 측면에 실질적으로 평행한 수직 축 주위의 비대칭인 형상을 갖는다. 따라서, 구멍(1128)은 비대칭 페디클 제거 절골술 동안 제거하고자 하는 뼈를 나타내는 창을 형성한다. 일 실시예에서, 모델(1102)의 근위 표면(1113)은 극상 돌기(S)의 소정 부분을 제거하도록 계획된 절단부의 평면에 대략 평행하다.
알 수 있는 바와 같이, 모델(1102) 및 구멍(1128)은 임의의 크기 및 형상일 수 있다. 모델은 또한 모델(1002)의 환자 맞춤형 표면(1014)과 유사한 환자의 해부학적 구조의 부분과 관련된 다양한 환자 매칭된 표면(1114)을 포함한다. 또한, 환자 맞춤형 표면은 모델에 형성된 보이드(1117)에 형성될 수 있다. 보이드는 모델을 환자의 해부학적 구조와 정렬하도록 구성된다. 상기 모델(1102)은 환자의 해부학적 구조의 일부분과 정합하도록 구성된 환자 맞춤형 표면(1114)을 갖는 돌기(1119)를 더 포함할 수 있다. 보이드(1117)와 돌기(1119)의 조합은 환자의 해부학적 구조와 관련하여 모델(1102)의 부적절한 배치의 가능성을 감소시킬 수 있다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 다른 실시예의 모델(1102A)을 도시한다. 모델(1102A)은 모델(1102)과 유사한다. 그러나, 구멍(1128A)은 수직 축에 대해 실질적으로 대칭인 상이한 형상을 갖는다. 따라서, 구멍(1128A)은 제거하고자 하는 뼈를 나타내는 창을 형성한다. 알 수 있는 바와 같이, 상기 모델 및 구멍(1128A)은 임의의 크기 및 형상일 수 있다. 일 실시예에서, 모델(1102A)은 모델(1102)보다 두껍다. 따라서, 모델(1102A)은 모형(1102)을 사용하는 수술과 비교하여 극상 돌기(S)가 적게 제거되도록 계획된 수술을 위해 설계될 수 있다.
모델(1102A)은 또한 모델(1102)의 환자 맞춤형 표면(1114)과 유사한 환자의 해부학적 구조의 부분과 관련된 다양한 환자 맞춤형 표면을 포함한다. 또한, 전술된 모델(1102)의 보이드 및 돌기와 유사한 보이드 및 돌기가 모델(1102A) 상에 형성될 수 있다.
이제 도 17a 내지 도 17e를 참조하면, 본 발명의 실시예의 또 다른 모델(1202)이 도시되었다. 모델(1202)은 일반적으로 제1 부분(1208) 및 가이드 부분(1210)을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 부분 및 가이드 부분은 일 피스로 일체로 형성된다. 다른 실시예에서, 부분(1208, 1210)은 외과 수술 전 또는 외과 수술 중에 상호 연결되도록 구성된 개별 피스이다. 특징부(1260, 1262)는 가이드 부분(1210)을 제1 부분(1208)과 정렬시키고 상호 연결하도록 제공된다. 일 실시예에서, 특징부는 다른 부분에 형성된 보어(1262) 내에 유지되도록 구성된 부분 중 하나에 형성된 돌기(1260)를 포함한다. 돌기가 가이드 부분(1210) 상에 도시되고 보어가 제1 부분(1208) 상에 도시되었지만, 가이드 부분 및 제1 부분은 각각 돌기 및 대응하는 보어를 포함할 수 있다. 또한, 부분(1208, 1210)을 상호 연결 및/또는 정렬하도록 구성된 다른 특징부가 고려되어 모델(1202)과 함께 사용될 수 있다.
제1 부분(1208)은 전술된 모델들(1002 내지 1102)과 유사하다. 따라서, 제1 부분은 일반적으로 본 명세서에 설명된 다른 모델 및 가이드의 대응하는 특징부와 동일한 (또는 유사한) 환자 맞춤형 표면(1214), 보이드(1217), 돌출부(1219) 및 구멍(1228)을 포함한다.
가이드 부분(1210)은 일반적으로 본원에 설명된 가이드의 모든 실시예의 슬롯과 유사하게, 절단 도구를 가이드하기 위한 트랙(1220)을 포함한다. 따라서, 트랙(1220)은 임의의 크기 및 형상일 수 있다. 또한, 트랙은 슬리브를 수용하도록 크기 맞춰질 수 있으며, 절단 도구의 사용 방향을 가이드하거나 도구의 삽입 깊이를 제한하기 위한 정지부 및 키를 포함할 수 있다. 또한, 트랙(1220)은 비대칭 정렬을 가질 수 있다.
이제 도 18 내지 도 19를 참조하면, 본 발명의 모델(1302A, 1302B)의 또 다른 실시예가 도시된다. 상기 모델들은 프레임(1330)에 도킹하도록 구성된다. 프레임(1330)은 전술된 프레임(330, 730)과 동일하거나 유사할 수 있다. 따라서, 모델(1302)은 기존의 또는 계획된 페디클 스크류(1334)에 끼워지도록 구성된다. 상기 모델은 선택적으로 이전 절단 수술에서 준비된 중간 척추(VM)의 표면(1350)과 접촉할 수 있다.
모델들(1302A, 1302B)은 일반적으로 프레임에 상호 연결하기 위한 구멍(1328) 및 보이드(1317)를 포함한다. 일 실시예에서, 모델(1302A)은 폐쇄된 구멍(1328)을 포함한다. 따라서, 모델(1302A)은 일반적으로 프레임이 페디클 스크류(1334)에 상호 연결되기 전에 프레임(1330)의 중간 부분에 상호 연결된다.
또한, 상기 모델은 전술한 리세스(854, 954)와 유사한 리세스(1354)를 포함할 수 있다. 리세스는 환자의 척수를 포함하는 신경 요소 주위를 적어도 부분적으로 감싸는 것과 유사한 횡단면 형상을 갖는다. 모델에는 절단을 시작할 위치 및 절단의 각도를 나타내는 인디시아가 포함될 수도 있다.
모델(1302A)은 일반적으로 2개의 부분(1307A, 1307B)으로 구성된다. 각각의 부분은 계획된 절단의 각을 나타내는 레그 또는 중간 표면(1309)을 포함한다. 예를 들어, 중간 표면(1309)은 일반적으로 척추로의 계획된 절단에 의해 형성된 장소에 평행한 평면 내에 있다. 따라서, 부분(1307A, 1307B) 사이의 공간은 일반적으로 제거될 척추(VM)의 일부분의 형상을 나타낸다. 일 실시예에서, 중간 표면(1309)은 환자 맞춤형 컨투어(1314)를 갖는 원위 부분을 포함한다. 환자 맞춤형 컨투어는 환자의 해부학적 구조의 절단 부분(1350)과 실질적으로 일치할 수 있다. 선택적으로, 중간 표면(1309)의 원위 부분은 환자의 해부학적 구조의 절단되지 않은 부분과 접촉하여 실질적으로 이와 일치하도록 구성될 수 있다.
대조적으로, 모델(1302B)은 하나의 피스를 포함한다. 계획된 절단 각도는 상측 척추(VS) 및 하측 척추(VI)에 근접한 모델(1302B)의 레그 또는 외부 표면(1309)에 의해 표시된다. 따라서, 모델의 형상은 일반적으로 제거를 위해 계획된 척추(VM)의 일부분의 형상을 나타낸다. 또한, 모델(1302B)은 프레임(1330)으로의 상호 연결을 위한 개구를 갖는 보이드(1317)를 갖는다. 따라서, 모델(1302B)은 프레임(1330)을 분해하지 않고 프레임으로부터 추가되고 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 표면(1309)의 원위 부분은 환자 맞춤형 컨투어(1314)를 포함한다.
이제 도 20a 내지 도 20f를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 모델(1402)의 또 다른 실시예가 도시된다. 모델(1402)은 환자의 척추를 그룹화한 환자 맞춤형 3차원 모델이다. 상기 모델은 환자 척추의 섹션(1405)의 제거를 포함하는 외과 수술을 계획하고 수행하는데 사용하기 위해 생성된다. 일 실시예에서, 상기 모델은 척추 절골술 수술에 적용된다.
수술 중에 제거될 척추의 섹션(1405)은 모델의 다른 부분과 분리된 피스로서 형성된다. 핸들은 제거 가능한 섹션(1405)에 상호 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 제거 가능한 섹션(1405)은 모델(1402) 내의 위치로부터 분리되거나 모델(1402) 내의 위치로 복귀될 수 있다.
제거 가능한 섹션(1405)은 수술 중에 템플릿 또는 측정 지그로서 사용될 수 있다. 제거 가능한 섹션(1405A)의 일부는 도 20c에 도시된 바와 같이, 수술 중 환자의 신경 요소와의 접촉을 피하기 위해 절단될 수 있다. 제거된 부분은 수술 중에 제거된 환자의 척추 부분에 일치할 수 있다. 따라서, 변형된 섹션(1405A)의 원위 단부는 타겟 척추의 표면과 실질적으로 정렬되도록 구성될 수 있다.
척추의 상측 부분(VS) 및 하측 부분(VI)은 또한 개별 피스로 형성될 수 있다. 그 후, 상측 및 하측 부분은 상호 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 척추 부분(VS, VI)은 힌지(1464)에 의해 상호 연결된다. 그러나, 당업자는 다른 수단이 상측 척추 부분과 하측 척추 부분을 상호 연결하는데 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 가요성 부재가 척추 부분(VS, VI)을 상호 연결하는데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 볼 및 소켓 조인트는 척추 부분(VS, VI)을 상호 연결하도록 제공될 수 있다.
모델의 제거 가능한 섹션(1405)이 회수된 후에, 상측 척추 부분(VS) 및 하측 척추 부분(VI)은 도 20d에 도시된 바와 같이 재위치될 수 있어, 수술에 의해 제공되는 척추의 보정된 정렬을 설명할 수 있다. 모델(1405)은 척추 이상을 교정하기 위해 다른 수술 또는 추가 수술이 필요할 것이라는 것을 나타낼 수 있다.
계획된 수술 전후에 환자의 척추의 정렬을 더 가시화하기 위해, 인디케이터(1466A, 1466B)는 예를 들어 도 20e 내지 도 20f에 도시된 바와 같이 상측 척추 부분(VS) 및 하측 척추 부분(VI)에 각각 상호 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 인디케이터(1466)는 곡선형 로드를 포함한다. 인디케이터는 상이한 형태를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 인디케이터는 수술 전 계획된 절골 각도에 따라 환자의 척추의 시상면 정렬이 어떻게 변경되는지 시뮬레이션한다.
최종 시상 및/또는 관상면 정렬의 검증 및/또는 스크류 배치의 일치를 보조하도록 도 21 및 도 24에 도시된 다양한 환자 맞춤형 검증 도구가 수술 전 계획되고 및 제조될 수 있다. 검증 도구는 각 환자마다 고유하며, 환자 매칭된 표면, 임플란트 접촉 표면 및/또는 가이드와 정합할 수 있는 능력을 포함할 수 있다. 도 21 및 도 24와 함께 설명된 본 발명의 검증 도구는 외과 수술 중 또는 후에 외과 의사에게 시각적 또는 전술적 피드백을 제공한다.
이제 도 21 내지 도 22를 참조하여, 본 발명의 실시예의 도구(1501A, 1501B)가 도시된다. 이 도구는 외과 수술 중에 관상면 정렬을 검증하도록 구성된다. 다른 말로 하면, 도구(1501)는 척추의 계획된 교정이 실질적으로 생성되었는지를 검증하기 위해 외과 의사에 의해 사용된다.
도구(1501A, 1501B)는 환자 맞춤형 데이터를 사용하여 설계되고 임의의 방법으로 제조될 수 있다. 도구(1501)는 일반적으로 중간 본체(1572)로부터 연장되는 아마추어(1570)를 포함한다. 중간 본체(1572)는 계획된 관상면 정렬을 시뮬레이션한다.
어떤 아마추어는 환자의 해부학적 구조의 부분에 상호 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 도 21a 내지 도 21d에 도시된 바와 같이, 아마추어는 장경과 천골 중 적어도 하나에 위치된 페디클 스크류와 상호 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 도구(1501B)는 천골에만 상호 연결된다.
스크류는 이전의 수술로부터의 것이거나 환자의 해부학적 구조에 도구(1501)를 상호 연결하도록 특별히 배치될 수 있다. 선택적으로, 다른 실시예에서, 중간 본체(1572)는 천공의 후방 표면과 실질적으로 매칭되도록 선택된 환자 맞춤형 접촉 표면을 포함한다. 따라서, 중간 본체(1572)는 페디클 스크류를 사용하거나 사용하지 않고 천골 상에 유지될 수 있다.
아마추어(1570A)는 중간 본체로부터 하나 이상의 상측 척추로 연장되도록 구성될 수 있다. 아마추어(1570A)는 척추의 계획된 교정이 생성될 때 상측 척추의 소정의 부분과 실질적으로 정렬되도록 구성된 비선형 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 아마추어(1570A)는 복수의 상측 척추의 극상 돌기(S)의 후방 부분과 정렬되도록 구성된다. 선택적으로, 아마추어(1570A)는 계획된 교정이 생성될 때 상측 척추의 부분과 접촉할 수 있다. 일 실시예에서, 도구(1501A)는 중간 본체(1572)로부터 연장되는 5개의 아마추어(1570)를 포함한다. 다른 실시예에서, 도구(1501B)는 중간 본체로부터 연장되는 3개의 아마추어(1570)를 포함한다.
다른 실시예에서, 도구(1501)는 전자 정렬 인디케이터를 포함한다. 전자 인디케이터는 하나 이상의 척추의 계획된 위치를 나타내는 가시광선을 생성하도록 정렬된 광원 또는 레이저를 포함할 수 있다. 전자 인디케이터는 중간 본체 또는 아마추어에 위치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 도구(1601)의 또 다른 실시예가 도 23a 내지 도 23e에 도시된다. 도구(1601)는 도구(1501)와 유사하며, 또한 외과 수술 중에 관상면 정렬을 검증하는데 사용된다. 도구는 일반적으로 가이드(1646)에 상호 연결된 아마추어(1670)를 포함한다. 일 실시예에서, 아마추어(1670)는 가이드의 중간 본체(1672)로부터 연장한다. 중간 본체(1672)는 아마추어(1670)를 가이드(1646)에 상호 연결하기 위한 고정구를 포함할 수 있다. 가이드는 천장 관절 가이드 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 가이드(1646)는 전술된 가이드(246)와 유사하다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 가이드(1646)는 도 25 내지 도 31과 관련하여 이후에 설명되는 가이드들 중 하나이다.
아마추어(1670)는 가이드(1646)와 일체로 형성될 수 있다. 선택적으로, 아마추어 및 가이드는 개별적인 피스로 형성될 수 있고 외과 수술 전 또는 외과 수술 중에 상호 연결될 수 있다. 아마추어(1670)의 곡선 형상은 도 23d 내지 도 23e에 도시된 바와 같이, 외과 수술이 완료된 후 환자의 척추의 계획된 시상면 및 관상면 정렬을 표시하도록 구성된다. 전술된 아마추어(1570A)와 유사하게, 아마추어(1670)는 복수의 상측 척추에 근접하게 연장되도록 선택된 길이를 갖는다. 아마추어는 복수의 척추의 일부에 근접하거나 이와 접촉하는 형상을 가질 수 있다.
이제 도 24a 내지 도 24b를 참조하여, 본 발명의 실시예의 정렬 조립체(1700)의 실시예가 도시된다. 조립체(1700)는 일반적으로 중간 본체(1772)에 상호 연결된 아마추어(1770)를 포함한다. 상기 중간 본체는 소정의 형상 및 크기를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 중간 본체(1772)는 원호 형상을 갖는다. 중간 본체(1772)는 중간 척추(VM)에 근접한 하측 척추(VI) 및 상측 척추(VS)와 같은 환자의 척추의 상대적인 정렬을 표시하는 인디시아(1774)를 포함한다. 인디시아는 소정의 각도 또는 거리를 표시하도록 선택적으로 눈금이 매겨진 일련의 선을 포함할 수 있다. 중간 본체(1772)는 분도기 또는 눈금자의 눈금과 같은 기존 도구일 수 있다. 일 실시예에서, 인디시아(1774)는 계획된 보정을 나타내는 돌기(1776)를 포함한다.
아마추어(1770) 중 적어도 하나는 중간 본체(1772)에 이동 가능하게 상호 연결된다. 일 실시예에서, 아마추어(1770)는 포인터를 형성하는 근위 부분을 포함한다. 포인터(1771)는 중간 본체(1772)의 인디시아 상의 아마추어의 위치를 표시한다.
각 아마추어의 원위 부분은 환자의 척추에 위치한 고정구(도시되지 않음)에 상호 연결된다. 고정구는 페디클 스크류를 포함할 수 있다. 선택적으로, 아마추어(1770)는 척추에 형성된 캐뉼라에 직접 수용되도록 구성된 특징부를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 아마추어(1770)는 하측 척추(VM)에 상호 연결되고 제2 아마추어는 상측 척추(VS)에 상호 연결된다. 그러나, 아마추어의 다른 상호 연결 위치가 고려된다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서, 아마추어(1770) 중 하나는 중간 척추(VM)의 일부분에 상호 연결된다.
사용 시, 정렬 조립체(1700)는 도 24a에 도시된 바와 같이 척추의 정렬이 변경되기 전에 제1 판독을 제공할 수 있다. 절단부(1750)가 중간 척추(VM)에 형성된 후에, 상측 척추(VS) 및 하측 척추(VI)의 정렬이 변경되어, 중간 척추(VM)의 2개의 절단 에지(1750)가 서로 가깝게 당겨질 수 있다. 그 후, 도 24b에 도시된 바와 같이, 정렬 어셈블리(1700)에 의해 척추의 정렬의 제2 판독이 제공된다.
이제 도 25 내지 도 26을 상세히 참조하면, 본 발명의 실시예의 환자 맞춤형 가이드(1810)가 도시된다. 가이드(1810)는 스패닝 부재 또는 중간 본체(1812), 아암(1814), 캐뉼라(1816) 및 환자 매칭된 레그(1824)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 가이드(1810)는 2개의 아암(1814), 2개의 캐뉼라(1816) 및 2개의 레그(1824)를 포함한다. 그러나, 본 발명의 가이드(1810)는 임의의 개수의 캐뉼라 및 레그를 포함할 수 있다. 캐뉼라(1816) 및 레그(1824)는 모두 상이한 길이를 가질 수 있다. 또한, 각 캐뉼라 및 레그의 각도 및 배향은 환자의 해부학적 구조에 매칭되게 또는 환자의 해부학적 구조의 일부를 피하기 위해 변화될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 캐뉼라(1816)는 대체로 원통형 형상을 갖는다.
도 25 내지 도 26에 도시된 가이드(1810) 일반적으로 2개의 암(1814)과 상호 연결된 캐뉼라(1816) 및 레그(1824)를 도시하지만, 당업자는 캐뉼라(1816) 및 레그(1824)가 임의의 개수의 방식으로 상호 연결될 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 일 실시예에서, 캐뉼라(1816)는 곡선형 중간 본체에 의해 상호 연결될 수 있다. 선택적으로, 일 실시예에서, 캐뉼라(1816) 및 레그(1824)는 환자의 해부학적 구조에 대해 개별적으로 위치된 후 외과 수술 중에 상호 연결되는 별도의 피스로 형성될 수 있다.
캐뉼라(1816)는 환자의 래미너, 관절간부, 및 횡돌기 및 위 관절 돌기의 측면 중 하나 이상과 접촉하도록 구성된다. 컷아웃부(1817)는 가이드(1810)가 환자의 극상 돌기와 접촉하는 것을 방지하거나 다른 환자의 해부학적 구성을 피하기 위해 캐뉼라(1816)의 일부분 상에 선택적으로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 컷아웃부(1817)는 주변 환자의 해부학적 구조와 상보적인 방식으로 접촉하기 위한 하나 이상의 환자 매칭된 표면 또는 특징부를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 컷아웃부(1817)는 본원에 개시된 바와 같이 외과 의사/사용자에 대한 더 큰 시야를 확보하거나 하나 이상의 기구 또는 다른 장치의 배치를 용이하게 하도록 배향될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 컷아웃부(1817)는 캐뉼라와 함께 제공되지 않는다. 일 실시예에서, 컷아웃부(1817)는 극상 돌기 또는 다른 고유한 환자 해부학적 특징부와 매칭되는 환자 맞춤형 컨투어를 제공하고 가이드의 정렬 및 안착을 보장하는 또 다른 표면을 제공하도록 구성될 수 있다.
캐뉼라는 기구 및 고정 장치를 피질 궤도로 가이드하도록 구성된 일반적으로 공동 보어(1820)를 포함할 수 있다. 각각의 캐뉼라(1816)의 보어(1820)는 올바르지 못한 기구 또는 장치의 사용을 방지하기 위해 특정 기구 또는 고정 장치에 대응하는 내경을 가질 수 있다. 따라서, 2개의 캐뉼라의 보어의 치수는 다를 수 있다. 보어(1820)의 내경은 기구 또는 장치가 소정의 거리를 넘어 캐뉼라(1816) 내로 전진하는 것을 방지하여 강성 정지부를 제공하도록 선택될 수 있다. 대안적으로, 돌기, 키, 노치 또는 보이드가 캐뉼라 상에 또는 보어 내에서, 올바르지 못한 장비 또는 장치의 사용을 방지하기 위해; 올바른 도구 또는 장치의 올바르지 못한 배향을 방지하기 위해; 도구 또는 장치의 과도한 삽입을 방지하는 것 중 하나 이상을 위해 형성될 수 있다.
또한, 캐뉼라(1816)는 가변 길이를 가질 수 있고 캐뉼라(1816)의 기하학적 구조, 환자의 해부학적 구조, 가이드(1810)의 목적 등에 따라 길거나 또는 짧게 만들 수 있다. 예를 들어, 특정 기구 또는 고정 장치의 더 깊은 깊이가 필요하면, 캐뉼라(1816)는 기구 또는 고정 장치가 환자의 척추에 더 관통할 수 있도록 더 짧아질 수 있다.
가이드(1810)는 환자의 해부학적 구조의 소정 부분과 접촉하도록 구성된 환자 매칭된 레그(1824)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 레그(1824)는 아래 관절 돌기, 래미너 및 횡돌기 중 하나 이상과 접촉한다. 선택적으로, 가이드는 2개 이상의 레그를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 레그는 원위 부분(1824A) 및 근위 부분(1824B)를 포함한다. 알 수 있는 바와 같이, 레그(1824)는 또한 캐뉼라(1816)로부터 연장될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 레그는 캐뉼라(1816)로부터 연장되는 원위 부분(1824A)만을 포함한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 환자 맞춤형 접촉 표면(1818, 1826)은 캐뉼라(1816) 및/또는 레그(1824) 각각의 환자 접촉 표면 상에 각각 형성될 수 있다. 표면(1818, 1826)은 복수의 해부학적 특징부와의 매칭을 위해 복수의 환자 맞춤형 컨투어를 제공한다. 또한, 하부의 환자 접촉 표면(1818, 1826)은 다중 화합물 반경을 갖는 동적 컨투어를 포함할 수 있다. 따라서, 표면(1818, 1826)은 환자의 척추 또는 다른 해부학적 특징부의 상응하는 해부학적 특징부와 실질적으로 일치한다. 또한, 표면(1818, 1826)은 아래 관절 돌기의 중간 측면, 래미너의 측면, 파(pars)와 횡돌기 사이의 교차점, 환자의 다른 해부학적 특징부를 포함하는 그룹 중 하나 이상 주위에 접촉하거나 돌출할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
가이드(1810)는 중간 본체(1812), 아암(1814), 캐뉼라(1816) 또는 레그(1824)에 형성된 슬롯(1830)을 더 포함할 수 있다. 슬롯(1830)은 당업자가 알 수 있는 바와 같이 블레이드 또는 다른 절단 기구의 경로를 지향하는 절단 슬롯일 수 있다. 다른 실시예에서, 슬롯(1830)은 외과 의사/사용자가 표식을 식별하고, 허리 해부학적 구조를 둘러싸고, 이식된 장치를 배치하고, 수술 계획을 용이하게 하기 위한 측정 보조물 또는 도구를 수용하도록 구성될 수 있다.
대안적으로, 슬롯(1830)은 도 31과 관련하여 더 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 2차 또는 제3 캐뉼라(1840, 1850)를 수용하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 제3 캐뉼라(1840, 1850)는 특정 환자의 해부학적 표면 또는 특징부와 접촉하기 위한 환자 매칭된 표면 또는 특징부를 더 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 제3 캐뉼라는 일반적으로 매끄럽고 환자 매칭된 표면 또는 특징부를 포함하지 않는다.
이제 도 27a 내지 도 27c를 참조하여, 본 발명의 실시예의 다른 환자 맞춤형 가이드(1910)가 도시된다. 가이드(1910)는 중간 본체(1912) 및 적어도 하나의 캐뉼라(1916)를 포함한다. 일 실시예에서, 가이드(1910)는 환자의 해부학적 구조의 소정의 특징부와 접촉하여 개별적으로 위치될 수 있고 그 후 외과 수술 중에 상호 연결될 수 있는 2개의 개별 피스로서 형성된다. 중간 본체의 2개의 부분(1912A, 1912B)은 상호 연결되도록 구성된다. 일 실시예에서, 중간 본체(1912B)는 가이드(1910)의 개별적인 피스들을 함께 해제 가능하게 상호 연결하도록 구성된 커플링(1913)을 포함한다. 따라서, 일 실시예에서, 가이드의 두 부분은 중간 본체(1912A) 내의 대응하는 보이드에 커플링(1913)을 위치시킴으로써 상호 연결될 수 있다. 커플링은 마찰에 의해 보이드 내에 유지될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 편향력은 커플링(1913)을 공동 내에 유지하도록 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 커플링 및 보이드는 스냅부를 포함한다. 다른 실시예에서, 중간 본체는 자석을 포함할 수 있다. 선택적으로, 또 다른 실시예에서, 중간 본체 부분(1912A, 1912B)은 힌지 또는 스프링을 포함하는 임의의 유형의 편향 부재와 같은 가요성 또는 확장 가능한 부재에 의해 상호 연결될 수 있다. 당업자는 중간 본체 부분(1912A, 1912B)이 임의의 다른 적절한 수단에 의해 상호 연결될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 선택적으로, 본 발명의 다른 실시예에서, 가이드(1910)는 하나의 일체형 부재로서 형성된다.
캐뉼라(1916)는 도 25 내지 도 26과 관련하여 전술된 캐뉼라(1816)와 동일하거나 유사하다. 일 실시예에서, 캐뉼라(1916)는 대체로 원통형 형상을 갖는다. 유사한 방식으로, 캐뉼라(1916)는 환자의 래미너, 파, 및 횡돌기 및 위 관절 돌기의 측면 또는 환자의 해부학적 구조의 다른 부분 중 하나 이상과 접촉하도록 구성된다. 캐뉼라는 보어 없이 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 캐뉼라(1916)는 보어(1820)와 유사한 보어(1920)를 포함할 수 있다. 보어(1920)는 올바르지 못한 기구 또는 장치의 사용을 방지하기 위해 특정 기구 또는 고정장치를 수용하도록 구성된 소정의 내경을 포함한다. 보어(1920)의 내경은 기구 또는 장치가 소정의 거리를 넘어 캐뉼라(1916) 내로 전진하는 것을 방지하여 강성 정지부를 제공하도록 선택될 수 있다. 또한, 보어(1920)는 도구 또는 고정 장치를 소정의 사용 배향으로 정렬시키도록 구성된 형상을 가질 수 있다. 또한, 캐뉼라는 특정 환자의 해부학적 특징부, 외과 의사의 선호도, 가이드(1910)의 배향 및 캐뉼라(1916)와 관련된 도구 또는 고정 장치의 유형에 적어도 부분적으로 기초하는 임의의 길이일 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 환자 맞춤형 접촉 표면은 캐뉼라(1916)의 임의의 환자 접촉 표면(1918) 및/또는 중간 본체(1912)의 접촉 표면(1926) 상에 형성될 수 있다. 표면(1918, 1926)은 상기에서 더 상세히 기술된 바와 같이, 복수의 해부학적 특징부와의 매칭을 위한 복수의 환자 맞춤형 컨투어를 제공한다. 중간 본체(1912)의 표면(1926)은 적어도 극상 돌기(S)의 정면과 접촉할 수 있다. 캐뉼라(1916)의 표면(1918)은 아래 관절 돌기의 중간 측면, 래미너의 측면, 극상 돌기, 파와 횡돌기 사이의 교차점 및 환자의 다른 해부학적 특징부를 포함하는 그룹 중 하나 이상을 포함하지만 이것으로 제한되는 것은 아닌 것 주위에 접촉하거나 돌출하도록 구성된다. 이들 환자 접촉 표면(1918, 1926)은 가이드(1910)를 위치 설정을 돕고 소정의 위치 및 배향으로 제 위치에 유지시킨다.
이제 도 28a 내지 도 28b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예의 환자 맞춤형 가이드(2010)가 도시된다. 가이드(2010)는 일반적으로 캐뉼라(2016) 및 하나 이상의 레그(2024)를 포함한다. 캐뉼라(2016)는 도 27 내지 도 28과 관련하여 전술된 캐뉼라와 동일하거나 유사하다. 단지 하나의 캐뉼라(2016)만이 도 28에 도시되어 있지만, 당업자는 가이드(2010)가 임의의 개수의 캐뉼라를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 캐뉼라(2016)는 보어(1820, 1920)와 동일하거나 유사한, 특정 기구 또는 고정 장치를 수용하기 위한 소정의 내경을 포함하는 보어(2020)를 포함한다. 따라서, 보어(2020)는 올바르지 못한 기구 또는 장치의 사용을 방지하고 기구 또는 장치의 올바르지 못한 사용을 방지할 수 있다. 따라서, 보어의 내경, 보어의 형상, 및/또는 보어 상에 또는 보어 내에 형성된 특징부는, 기구 또는 장치가 소정의 거리를 넘어 캐뉼라(2016) 내로 전진하는 것을 방지하여 강성 정지부를 제공하도록 선택될 수 있다.
캐뉼라(2016)의 길이는 또한 캐뉼라(2016)와 관련된 기구 또는 장치, 환자의 해부학적 구조에 대한 가이드의 배향 및 외과 의사의 선호도에 적어도 부분적으로 기초하여 증가되거나 또는 감소될 수 있다. 따라서, 캐뉼라는 기구 또는 고정 장치가 환자의 허리 해부학적 구조로 너무 멀리 전진하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 캐뉼라(2016)는 제2 보어를 포함할 수 있다. 제2 보어는 임시 고정 장치의 배치를 위해 다른 궤도로 배향될 수 있다. 선택적으로, 캐뉼라는 척추의 소정 부분을 제거하도록 동작 가능한 기구를 가이드하도록 구성된 트랙 또는 슬롯을 포함할 수 있다. 슬롯에는 환자 맞춤형 깊이 제어, 각도 제어 및 방향이 포함될 수 있다. 슬롯은 슬롯(20, 120, 320, 420, 520, 720, 820 또는 1220)과 같이 본원에 설명된 임의의 슬롯과 동일하거나 유사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 캐뉼라(2016)는 캐뉼라(2016)의 원위 단부 또는 종단부(2018)가 환자의 해부학적 구조와 접촉하지 않는 길이를 갖는다. 다른 말로 하면, 캐뉼라(2016)의 종단부(2018)는 환자의 해부학적 구조의 소정의 부분 위에 부유하도록 구성된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 캐뉼라(2016)는 캐뉼라(2016)의 종단부(2018)가 의도적으로 환자의 해부학적 구조의 소정의 부분과 접촉하도록 다른 길이를 갖는다. 이러한 예시에 계속해서, 환자 맞춤형 접촉 표면이 캐뉼라(2016)의 종단부(2018) 상에 형성될 수 있다. 따라서, 캐뉼라(2016)의 종단부(2018)는 외과 수술 동안 소정의 배향으로 가이드(2010)를 정렬 및/또는 안정화시키기 위해 또 다른 가이드 표면을 선택적으로 제공할 수 있다.
가이드(2010)의 레그(2024)는 각각 상이한 길이를 포함할 수 있다. 또한, 캐뉼라(2016)에 대한 레그(2024)의 위치 및 정렬은 환자 맞춤형 해부학적 특징부, 가이드(2010)의 계획된 배향 또는 외과 의사의 선호도에 기초하여 변할 수 있다. 레그(2024)는 환자의 해부학적 구조의 소정 부분과 접촉하도록 구성된다. 일 실시예에서, 레그(2024) 중 하나 이상은 환자의 해부학적 구조의 소정의 부분 주위에 적어도 부분적으로 일치하거나 후크하도록 구성될 수 있다. 따라서, 가이드(2010) 또는 그 일부는 외과 의사가 가이드(2010)를 구부리거나 변형시켜 환자의 해부학적 구조 주위에 끼우도록 선택된 재료로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 레그(2024) 또는 그 일부는 적어도 부분적으로 가요성이거나 변형 가능한 재료로 제조된다. 다른 실시예에서, 레그(2024)의 적어도 일부는 니티놀과 같은 형상 기억을 갖는 재료로 제조된다. 따라서, 레그는 환자의 해부학적 구조에 대해 소정의 정렬로 가이드(2010)를 해제 가능하게 유지하기 위한 편향력을 제공할 수 있다.
따라서, 일 실시예에서, 적어도 하나의 레그는 곡선 형상, 또는 도 25 내지 도 26과 관련하여 전술한 컷아웃부(1817)와 유사한 컷아웃부를 포함하여, 가이드(2010)와 극상 돌기(S) 또는 환자의 다른 해부학적 특징부 사이의 의도하지 않거나 부주의한 접촉을 방지한다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 레그들 중 적어도 하나는 가이드(2010)를 정렬하고 안정시키는 하나 이상의 다른 환자 맞춤형 접촉 표면을 여전히 생성하도록 구성된 환자 매칭된 표면을 갖는 곡선 형상 또는 컷아웃부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 레그(2024) 중 적어도 하나는 아래 관절 돌기, 래미너, 위 관절 돌기, 횡돌기 및 다른 해부학적 특징부를 포함하는 그룹 중 하나 이상과 접촉한다. 레그(2024)의 종단부(2026)는 도 25 내지 도 27과 관련하여 전술된 접촉 표면(1826, 1926)과 동일하거나 유사한 환자 맞춤형 접촉 표면을 포함할 수 있다. 추가적인 환자 맞춤형 접촉 표면은 또한 레그(2024)의 하나 이상의 다른 표면 상에 형성될 수 있다.
이제 도 29a 내지 도 29c를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예의 다른 환자 맞춤형 가이드(2110)가 도시된다. 가이드(2110)는 일반적으로 중간 본체(2112) 및 적어도 하나의 캐뉼라(2116)를 포함한다. 중간 본체(2112)는 환자의 해부학적 구조의 소정 부분과 접촉하도록 구성된 원위 표면(2113)을 포함한다. 일 실시예에서, 원위 표면(2113)은 아래 관절 돌기, 래미너, 극상 돌기, 파, 횡돌기 및 환자의 해부학적 구조의 다른 특징부를 포함하는 그룹 중 하나 이상과 접촉하도록 구성된다. 따라서, 중간 본체(2112)의 원위 표면(2113)은 환자 맞춤형 표면을 제공하여 가이드(2110)를 소정의 배향으로 정렬시킨다. 선택적으로, 하나 이상의 측면 표면(2111)은 환자의 해부학적 구조의 다른 부분과 접촉하거나 또는 상호 연결되도록 구성된 환자 맞춤형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 가이드(2110)는 레그(2024)와 유사하게, 환자의 해부학적 구조의 일부분 주위로 후크하도록 구성된 연장부 또는 레그를 포함할 수 있다. 레그는 니티놀을 포함하여 가요성이거나 변형 가능한 재료로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 레그들은 환자의 해부학적 구조에 대해 소정의 배향으로 가이드를 "후크"시키는 편향력을 제공하도록 구성된다.
또한, 표면(2113)은 환자의 해부학적 구조의 상이한 부분과 접촉하도록 구성된 2개 이상의 표면 부분(2113A, 2113B)을 포함할 수 있다. 따라서, 표면(2111, 2113A, 2113B)은 환자의 해부학적 구조에 대한 가이드(2110)의 실질적으로 긴밀한 끼움을 제공하도록 선택된 복잡한 형상을 형성함으로써, 외과 수술 중에 가이드(2110)의 의도하지 않거나 부주의한 이동을 방지하고 환자의 해부학적 구조에 대해 소정의 위치에 가이드(2110)를 위치시키는 것 중 하나 이상을 달성할 수 있다. 원위 표면(2113)은 불필요하거나 의도하지 않은 조직 박리 또는 손상을 피하기 위해 환자의 해부학적 구조와의 불필요한 접촉을 방지하는 릴리프 부분(2115)을 더 포함할 수 있다. 선택적으로, 하나 이상의 표면(2111, 2113A, 2113B)은 연조직을 변위시키도록 구성된 형상 또는 돌출부를 가질 수 있다.
캐뉼라(2116)는 도 25 내지 도 28과 관련하여 전술된 캐뉼라와 동일하거나 유사하다. 당업자는 가이드(2110)가 임의의 개수의 캐뉼라를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 가이드(2110A)는 2개의 캐뉼라(2116, 2116A)를 포함한다. 또한, 캐뉼라는 각각 환자의 해부학적 구조의 상이한 부분을 타겟팅하기 위해 상이한 배향을 가질 수 있다. 캐뉼라는 일반적으로 가이드(2112)의 근위 표면으로부터 원위 표면(2113)으로 통과한다. 또한, 가이드(2112)의 근위 표면으로부터 돌출되어 도시되어 있지만, 당업자는 캐뉼라(2116)가 가이드의 근위 표면과 실질적으로 동일한 레벨 지점에서 종결될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 캐뉼라는 가이드(2110)의 중간 본체(2112)에 대해 임의의 소정의 배향을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 캐뉼라는 가이드의 근위 표면 및 원위 표면을 관통하는 배향을 갖는다. 본 발명의 다른 실시예에서, 캐뉼라(2116A)의 적어도 하나의 단부는 가이드(2110)의 측면 표면(2111)을 통과한다.
캐뉼라(2116, 2116A)는 보어(1820, 1920, 2020)와 유사한 보어(2120)를 포함한다. 보어(2120)는 특정 기구 또는 고정 장치를 수용하기 위한 소정의 내경 또는 형상을 포함한다. 따라서, 보어(2120)는 올바르지 못한 기구 또는 장치의 사용을 방지할 수 있다. 보어(2120)는 또한 기구 또는 장치의 부적절한 사용을 방지하도록 구성될 수 있다. 따라서, 보어(2120)의 내경 또는 형상은 기구 또는 장치가 소정의 거리를 넘어 캐뉼라(2116) 내로 전진하는 것을 방지하여 강성 정지부를 제공하도록 선택될 수 있다. 이러한 방식으로, 캐뉼라는 기구 또는 고정 장치가 환자의 허리 해부학적 구조로 너무 멀리 전진하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
외과 수술 중에 2개 이상의 가이드(2110)가 사용될 수 있다. 도 29c에 도시된 바와 같이, 각각의 가이드는 환자의 해부학적 구조의 상이한 부분과 접촉하여 위치될 수 있다. 또한, 도 29에 도시되지는 않았지만, 개별적인 가이드(2110B, 2110C)가 외과 수술 전 또는 도중에 함께 상호 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 가이드(2110B, 2110C)는 가이드를 함께 해제 가능하게 상호 연결하도록 구성된, 도 27과 관련하여 전술된 중간 본체(1912)와 유사한 구조를 포함한다. 다른 실시예에서, 가이드(2110B, 2110C)는 가이드를 함께 영구적으로 상호 연결하기 위해 아암(1814)과 유사한 구조를 포함한다.
일 실시예에서, 가이드(2110)는 가이드(2010)와 유사한 프레임에 상호 연결될 수 있다. 따라서, 가이드(310)는 가이드(310, 710, 1302, 및 2010) 중 하나 이상의 전 또는 후에 하나 이상의 프레임(330, 730, 1330)과 함께 사용될 수 있다.
이제 도 30a 내지 도 30c를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예의 환자 맞춤형 가이드(2210)가 도시된다. 가이드(2210)는 일반적으로 중간 본체(2212), 캐뉼라(2216), 하나 이상의 레그(2224), 및 제2 레그 또는 브리지(2230)를 포함한다.
캐뉼라(2216)는 도 25 내지 도 29와 관련하여 전술된 캐뉼라와 동일하거나 유사할 수 있다. 2개의 캐뉼라(2216)가 도 30에 도시되어 있지만, 당업자는 가이드(2210)가 임의의 개수의 캐뉼라를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 각각의 캐뉼라(2216)는 가이드의 다른 캐뉼라의 길이보다 짧거나 긴 소정의 길이를 갖는다. 캐뉼라(2216)는 보어(1820, 1920, 2020, 2120)와 유사한 보어(2220)를 포함할 수 있다. 보어(2220)는 특정 기구 또는 고정 장치를 수용하도록 구성된 소정 내경을 포함한다. 따라서, 보어(2220)는 올바르지 못한 기구 또는 장치의 사용을 방지할 수 있다. 보어(2220)의 형상 및/또는 내경 및 캐뉼라(2216)의 길이는, 기기 또는 장치가 소정의 거리를 넘어 캐뉼라(2216) 내로 전진하는 것을 방지하고, 올바르지 못한 기기 또는 장치의 사용을 방지하고, 올바른 기기 또는 장치의 적절한 정렬 및 사용을 보장하는 것 중 하나 이상을 위해 선택될 수 있다.
도 30에서는 일반적으로 선형 형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 하나 이상의 레그(2224)가 곡선 형상을 가질 수 있다는 것이 당업자에게 자명하다. 따라서, 레그의 형상, 길이 및 배향은 환자의 해부학적 구조의 다른 특징부와 접촉을 회피하면서 환자의 해부학적 구조의 소정 부분과 접촉하도록 맞춤화될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 적어도 하나의 레그는 곡선 형상, 또는 도 25 내지 도 26과 관련하여 전술된 컷아웃부(1817)와 유사한 컷아웃부를 포함함으로써, 가이드(2210)와 극상 돌기, 래미너, 또는 환자의 다른 해부학적 특징부 간의 의도하지 않거나 부주의한 접촉을 방지한다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 레그(2224) 중 적어도 하나는 가이드(2210)를 정렬하고 안정시키는 하나 이상의 다른 환자 맞춤형 접촉 표면(도 27과 관련하여 전술된 표면(1926)과 유사함)을 여전히 생성하도록 구성된 환자 매칭된 표면을 갖는 곡선 형상 또는 컷아웃부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 레그(2224) 중 적어도 하나는 아래 관절 돌기 및 래미너를 포함하는 그룹 중 하나 이상과 접촉한다. 레그(2224)의 종단부(2226)는 도 25 내지 도 26과 관련하여 전술된 접촉 표면(1826)과 동일하거나 유사한 환자 맞춤형 접촉 표면을 포함할 수 있다. 추가적인 환자 맞춤형 접촉 표면이 또한 레그(2224)의 하나 이상의 다른 표면 상에 형성될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 접촉 표면(2226)은, 가이드(2210)를 환자의 해부학적 구조에 대한 소정 위치에 정렬시키고, 외과 수술 중에 가이드(2210)의 의도하지 않거나 부주의한 이동을 방지하고, 연조직을 변위시키는 것 중 하나 이상을 달성하도록 구성된 돌출부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 접촉 표면(2226)은 비교적 얇은 연장부를 포함한다.
제2 레그 또는 브리지(2230)는 환자의 극상 돌기(S) 및 래미너 중 하나 이상과 접촉하도록 구성된다. 도 30에 도시된 본 발명의 실시예에서, 브리지(2230)는 캐뉼라(2216)로부터 내측으로 연장된다. 다른 실시예에서, 브리지(2230)는 레그(2224)로부터 내측으로 연장된다. 브리지(2230)는 단일 피스로서 형성될 수 있고 종방향 공동을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 종방향 공동은 환자의 해부학적 구조의 소정 부분의 컨투어와 실질적으로 정합하도록 구성된다. 일 실시예에서, 종방향 공동은 환자의 특정 척추 본체(V)의 극상 돌기(S)의 컨투어와 접촉하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 브리지(2230)는 2개의 분리 부분(2230A, 2230B)으로 형성된다. 본 발명의 모든 실시예에서, 브리지(2230)는 극상 돌기, 래미너, 및 다른 해부학적 특징부 중 하나 이상의 컨투어와 정합하도록 구성된 하나 이상의 접촉 표면(2234)을 포함할 수 있다. 따라서, 브리지(2230)는 가이드(2210)의 소정의 정렬을 보장하고 외과 수술 중에 가이드(2210)의 부주의한 또는 의도하지 않은 이동을 방지하는 것 중 하나 이상을 용이하게 한다.
가이드(2210)는 또한 환자의 해부학적 구조의 일부분 주위에 또는 일부분에 적어도 부분적으로 후크하도록 구성된 연장부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서, 중간 본체(2212), 레그(2224) 및 브리지(2230) 중 하나 이상은 환자의 해부학적 구조에 후크하기에 적합한 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 레그, 중간 본체 또는 브리지 중 하나와 같은 가이드(2210)의 일부분은 전술한 바와 같이 가요성 또는 구부림 가능한 재료를 포함할 수 있다. 사용시, 외과 의사는 환자의 해부학적 구조에 후크하도록 가이드(2210)를 구부리거나 변경할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 가이드(2210)는 또한 절단 가이드(10)를 포함할 수 있다. 절단 가이드(10)는 도 27d에 도시된 절단 가이드(10)와 유사하게 가이드(2210)의 임의의 부분에 상호 연결될 수 있다.
이제 도 31을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 환자 맞춤형 가이드(2310)의 또 다른 실시예가 도시된다. 가이드(2310)는 도 25 내지 도 26과 관련하여 전술한 가이드(1810)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 가이드(2310)는 가이드(1810)의 본체(1812), 아암(1814), 캐뉼라(1816) 및 환자 매칭된 레그(1824)와 동일한 (또는 이와 유사한) 중간 본체(2312), 아암(2314), 캐뉼라(2316) 및 환자 매칭된 레그(2324)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 가이드(2310)는 2개의 아암(2314), 2개의 캐뉼라(2316) 및 2개의 레그(2324)를 포함한다. 그러나, 본 발명의 가이드(2310)는 임의의 개수의 캐뉼라 및 레그를 포함할 수 있다. 캐뉼라(2316) 및 레그(2324)는 각각 상이한 길이를 가질 수 있다. 또한, 각 캐뉼라 및 레그의 각도 및 배향은 환자의 해부학적 구조에 매칭되도록 변화될 수 있다.
가이드(2310)는 중간 본체(2312), 아암(2314), 캐뉼라(2316) 및 레그(2324) 중 하나 이상에 형성된 슬롯(2330)을 더 포함할 수 있다. 슬롯(2330)은 전술한 바와 같이 블레이드 또는 다른 절단 기구의 경로를 유도하는 절단 슬롯일 수 있다. 대안적으로, 슬롯(2330)은 하나 이상의 제2 캐뉼라(2340) 또는 제3 캐뉼라(2350)를 수용하도록 구성될 수 있다.
제2 및 제3 캐뉼라(2340, 2350)는 슬롯(2330) 내에 위치되어, 환자의 제2 레벨 및 제3 레벨 해부학적 특징부 중 하나 이상의 소정 부분을 타겟팅할 수 있다. 일 실시예에서, 캐뉼라(2340, 2350)는 경추의 하나 이상의 소정의 부분(즉, C1-S1 및 장경)을 타겟팅하도록 구성된다. 캐뉼라(2340, 2350)는 도 25 내지 도 30과 관련하여 전술한 보어(1820, 1920, 2020, 2120 및 2220)와 동일하거나 유사한 보어(2320)를 포함한다. 따라서, 보어(1820)는 가이드 와이어, 드릴 비트, 탭, 고정 장치(스크류와 같은), 및 뼈 이식을 수확하기 위한 도구를 포함하지만 이에 제한되지 않은 다른 기구 중 하나 이상을 가이드할 수 있다. 또한, 보어 및/또는 캐뉼라(2340, 2350)는 부적절한 도구 또는 장치의 사용을 방지하고, 소정의 도구 또는 장치의 부적절한 사용을 방지하고, 소정의 도구 또는 장치의 적절한 사용을 보장하도록 선택된 길이, 형상, 돌출부 및/또는 직경을 가질 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 다른 실시예에서, 제2 및 제3 캐뉼라(2340, 2350)는 트랙 또는 슬롯을 포함할 수 있다. 슬롯은 척추의 소정 부분을 제거하도록 동작 가능한 기구를 가이드하도록 구성될 수 있다. 슬롯에는 환자 맞춤형 깊이 제어, 각도 제어 및 배향이 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 캐뉼라(2340, 2350)의 슬롯은 본원에 설명된 임의의 슬롯과 동일하거나 유사하다. 예를 들어, 캐뉼라(2340, 2350)는 슬롯(20, 120, 320, 420, 520, 720, 820 또는 1220)과 유사한 슬롯을 포함할 수 있다.
캐뉼라(2340, 2350)의 단부는 도 25 내지 도 30과 관련하여 전술된 환자 맞춤형 접촉 표면을 포함할 수 있다. 또한, 각 캐뉼라(2340, 2350)의 각도 및 배향은 환자의 해부학적 구조와 매칭되도록 변경될 수 있다. 제3 캐뉼라(2350)는 제2 캐뉼라(2340)에 해제 가능하게 상호 연결될 수 있다. 캐뉼라(2340, 2350)는 외과 수술 전 또는 도중에 가이드(2310)에 해제 가능하게 상호 연결될 수 있다. 캐뉼라(2340, 2350)는 가이드(2310) 상에 형성된 슬롯(2330)과 결합하도록 연장부(2344) 또는 복수의 연장부(2344A)를 포함할 수 있다. 각각의 슬롯(2330)은 특정 배향으로 소정의 캐뉼라(2340, 2350)를 수용하도록 구성된 상이한 형상, 폭, 깊이 및 베향을 가질 수 있다. 대안적으로, 일 실시예에서, 캐뉼라(2340, 2350)는 하나의 일체형 피스로서 가이드(2310)와 함께 형성된다.
이제 도 32a 내지 도 32b를 참조하면, 본 발명의 실시예의 또 다른 환자 맞춤형 가이드(2810)가 도시된다. 일 실시예에서, 가이드(2810)는 중간 본체(2812), 적어도 하나의 캐뉼라(2816) 및 레그(2824)를 포함한다. 캐뉼라(2816)는 도 25 내지 도 26과 관련하여 전술된 캐뉼라(1816)와 동일하거나 유사할 수 있다. 선택적으로, 캐뉼라(2816)는 환자의 래미너, 관절간부, 횡돌기 및 아래 관절 돌기의 측면 및 위 관절 돌기 중 하나 이상과 접촉하도록 구성될 수 있다. 가이드(2810)가 환자의 극상 돌기, 인접한 척추와 접촉하는 것을 방지하고 다른 환자의 해부학적 구조를 회피하도록 캐뉼라(2816)의 일부분 상에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 가이드(2810)는 2개의 캐뉼라(2816)를 포함하지만, 가이드(2810)는 임의의 개수의 캐뉼라를 포함할 수 있다는 것을 알 것이다. 캐뉼라(2816)는 대체로 원통형 형상을 가질 수 있지만 다른 형상이 고려될 수 있다. 2개의 캐뉼라(2816) 각각은 고유한 배향 및 크기를 가질 수 있다. 캐뉼라는 특정 환자의 해부학적 특징부, 외과 의사의 선호도, 가이드(2810)의 배향, 및 캐뉼라(2816)와 관련된 도구 또는 고정 장치의 유형에 적어도 부분적으로 기초하여 임의의 길이일 수 있다. 캐뉼라(2816)의 길이는 또한 캐뉼라(2816)에 의해 가이드되는 기구의 깊이 제어를 제공하도록 선택될 수 있다.
캐뉼라(2816)는 임의의 크기 또는 형상의 연장부(2819)를 선택적으로 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 연장부(2819)는 캐뉼라(2816)의 원위 단부에 근접하여 위치된다. 다른 실시예에서, 연장부들(2819)는 캐뉼라(2816)의 외부 둘레를 적어도 부분적으로 감싼다. 또한, 연장부(2819)는 캐뉼라(2816)의 원위 단부를 넘어 적어도 부분적으로 돌출할 수 있다. 상기 연장부들은 환자의 해부학적 구조의 소정의 부분 주위를 적어도 부분적으로 감싸도록 구성된다. 일 실시예에서, 연장부(2819)는 파 및 위 관절 돌기 중 하나의 일부 주위를 감싸도록 구성된다.
선택적으로, 가이드(2810)는 하나 이상의 레그(2824)를 포함할 수 있다. 레그는 하나 이상의 중간 본체(2812) 및 캐뉼라(2816)로부터 연장될 수 있다. 중간 본체(2812)에 대한 각각의 레그(2824)의 각도 및 배향은 환자의 해부학적 구조를 매칭하거나 환자의 해부학적 구조의 일부를 회피하도록 변화될 수 있다.
일 실시예에서, 중간 본체(2812), 캐뉼라(2816) 및 레그(2824)의 적어도 일부는 환자의 해부학적 구조와 접촉하도록 구성된다. 예를 들어, 환자 맞춤형 접촉 표면(2818, 2825)은 돌기(2819) 및 하나 이상의 레그(2824)를 각각 포함하는 하나 이상의 캐뉼라(2816) 상에 형성될 수 있다. 선택적으로, 중간 본체(2812)의 적어도 일부분은 환자의 해부학적 구조의 일부분과 접촉하도록 구성될 수 있다. 따라서, 중간 본체(2812)는 선택적으로 환자 맞춤형 접촉 표면(2826)을 또한 포함할 수 있다.
접촉 표면(2818, 2825, 2826)은 환자의 해부학적 구조의 측면, 예를 들어, 아래 관절 돌기의 중간 측면, 래미너의 측면, 극상 돌기, 파와 횡돌기 사이의 교차점 및 환자의 다른 해부학적 특징부 증 하나 이상에 직접적으로 끼워지도록 구성될 수 있다. 중간 본체(2812)의 환자 맞춤형 접촉 표면(2826)은 선택적으로 극상 돌기의 적어도 일부와 접촉할 수 있다. 접촉 표면(2818, 2825, 2826)은 외과 수술 중에 환자의 해부학적 구조의 소정의 부분에 대하여 소정의 정렬로 가이드(2810)의 배치를 용이하게 하기 위해 환자의 해부학적 구조의 곡률의 적어도 일부와 매칭하도록 결정된다.
환자 접촉 표면(2818, 2825, 2826)은 환자의 해부학적 구조에 실질적으로 일치하는 임의의 개수의 돌출부, 함몰부 및 컨투어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 접촉 표면(2818, 2825, 2826)은 환자의 해부학적 구조의 2개의 별개의 부분에 의해 형성된 2개의 상이한 평면과 접촉하도록 구성된 복수의 부분을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 접촉 표면(2818, 2825, 2826)은 환자의 해부학적 구조에 대해 소정의 위치 및 배향으로 가이드(2810)를 정렬시키고, 환자의 해부학적 구조의 일부분을 후크하고, 외과 수술 동안 가이드(2810)의 의도하지 않거나 부주의한 이동을 방지하고, 연조직을 대체하는 것 중 하나를 달성하도록 구성된다. 일 실시예에서, 접촉 표면(2818, 2825, 2826)은 연질 조직을 대체하기 위해 비교적 얇은 연장부를 포함한다. 환자의 해부학적 구조의 상이한 부분 주위에 적어도 부분적으로 돌출하고 이와 실질적으로 일치함으로써, 접촉 표면(2818, 2825, 2826)은 일반적으로 환자의 해부학적 구조 주위에 (또는 해부학적 구조에) 적어도 "부분적으로 "후크한다”. 따라서, 표면(2818, 2825, 2826)은 환자의 해부학적 구조의 별개의 표면에 의해 형성된 적어도 2개의 상이한 평면과 접촉할 수 있다.
캐뉼라(2816) 중 적어도 하나는 기구 및 고정 장치를 가이드하는 보어(2820)를 포함할 수 있다. 각각의 캐뉼라(2816)의 보어(2820)는 특정 기구 또는 고정 장치를 수용하도록 채택된 고유한 내경을 가질 수 있다. 내경은 또한 가이드(2810)와 함께 올바르지 못한 기구 또는 장치의 사용을 방지하도록 선택될 수 있다. 캐뉼라(2816)의 보어 직경 및/또는 길이는 또한 기구 또는 장치가 소정의 거리를 넘어 캐뉼라(2816) 내로 전진하는 것을 방지하여 깊이 제어를 위한 강성 정지부를 제공할 수 있다.
보어(2820)는 도구 또는 고정 장치를 소정의 사용 배향으로 정렬시키기에 적합한 형상을 가질 수도 있다. 또한, 돌출부, 키, 노치 또는 보이드가 캐뉼라(2816) 상에 또는 보어(2820)에 형성되어, 올바르지 못한 장비 또는 장치의 사용을 방지하고, 올바른 도구 또는 장치의 올바르지 못한 배향을 방지하고, 도구 또는 장치의 과도한 삽입을 방지하는 것 중 하나 이상을 달성한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서, 캐뉼라 보어(2820)는 도구의 삽입 깊이 또는 배향을 제어하기 위해, 돌출부와 같은 도구의 특징부와 관련된 기구 접촉 표면을 포함할 수 있다. 따라서, 캐뉼라(2816)는 기구 또는 고정 장치가 환자의 허리 해부학 구조로 너무 멀리 전진하거나 오용되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
가이드(2810)는 외과 의사에 의해 파지되거나 조작되도록 구성된 특징부를 포함할 수 있다. 따라서, 파지 특징부(2829)는 가이드(2810)의 일부분 상에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 파지 특징부(2829)는 돌출부를 포함한다. 돌출부(2829)는 수술 환경에서 가이드(2810)의 파지를 용이하게 하도록 선택된 임의의 형상 또는 크기일 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(2829)는 중간 본체(2812)의 일부분 상에 형성된다. 돌출부(2829)는 리지 또는 범프를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(2829)는 중간 본체(2812)의 각 부분(2812A, 2812B)의 대향 측면 상에 형성된 3개의 대체로 평행한 리지를 포함한다. 그러나, 임의의 개수의 돌출부가 파지 특징부(2829)로 형성될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 선택적으로, 중간 본체 부분(2812A)의 파지 특징부(2829)는 중간 본체 부분(2812B)의 파지 특징부와 다를 수 있다. 이러한 방식으로, 외과 의사 또는 다른 사용자는 가이드를 볼 필요 없이 느낌으로 가이드(2810)의 배향을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 파지 특징부(2829)는 가이드(2810)가 환자의 해부학적 구조와 접촉하는 소정의 위치에 있을 때 환자의 해부학적 구조를 넘어 연장하는 가이드(2810)의 일부 상에 형성된다.
도 32에 도시되지 않았지만, 가이드(2810)는 중간 본체(2812), 캐뉼라(2816), 및 레그(2824) 중 하나 이상에 형성된 부착 지점을 더 포함할 수 있다. 부착 지점은 하나 이상의 2차 캐뉼라(2840) 또는 3차 캐뉼라(2850)를 수용하도록 구성된다. 캐뉼라(2840/2850)는 환자의 해부학적 구조의 다른 부분을 타겟팅하기 위해 기구를 가이드하는 절단 슬롯 또는 보어(2820A)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캐뉼라(2840, 2850)는 경추의 하나 이상의 소정의 부분(즉, C1-S1 및 장경)을 타겟팅하도록 구성된다.
일 실시예에서, 부착 지점은 캐뉼라(2840, 2850)의 연장부(2842)를 수용하기 위한 슬롯을 포함한다. 일 실시예에서, 슬롯은 또한 블레이드 또는 다른 절단 기구의 경로로 유도하거나, 외과 의사/사용자가 표식을 식별하고, 허리 해부학적 구조를 둘러싸고, 이식된 장치를 배치하고, 수술 계획을 용이하게 하기 위한 측정 보조물 또는 도구를 수용하도록 구성될 수 있다.
가이드(2810)는 중간 본체(2812) 또는 캐뉼라(2816)에 형성된 슬롯을 더 포함할 수 있다. 슬롯은 슬롯(1830)과 동일하거나 유사할 수 있다. 일 실시예에서, 슬롯은 본원에 기술된 모든 실시예의 절단 슬롯(20 내지 820)과 유사한 방식으로 블레이드 또는 다른 절단 기구의 경로로 유도하도록 구성된다. 대안적으로, 가이드(2810)의 슬롯은 도 31과 관련하여 더 설명된 바와 같이 제2 캐뉼라(2840) 또는 제3 캐뉼라(2850)를 수용하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 가이드(2810)는 도 25d에 도시된 가이드(1810A)와 유사한 방식으로 절단 가이드(10)를 수용하도록 구성된다. 절단 가이드(10)는 중간 본체, 캐뉼라 및 레그 중 하나 이상에 형성된 슬롯에 의해 수용될 수 있다. 선택적으로, 절단 가이드(10)는 가이드(2810)와 일체로 형성될 수 있다.
이제 도 33a 내지 도 33b를 참조하면, 본 발명의 환자 맞춤형 가이드(2910)의 또 다른 실시예가 도시된다. 가이드(2910)는 가이드(2810)와 유사하며, 일반적으로 중간 본체(2912) 및 캐뉼라(2916)를 포함한다. 캐뉼라(2916)는 캐뉼라(2816)와 동일하거나 이와 유사하며 연장부(2919) 및 보어(2920)를 포함할 수 있다. 연장부(2919)는 일반적으로 가이드(2810)의 연장부(2819)와 비교하여 반경 방향으로 확장된다. 따라서, 연장부(2919)는 환자의 해부학적 구조 주위를 감싸고, 접촉 표면(2918)은 접촉 표면(2818)보다 큰 표면적을 갖는다. 보다 구체적으로, 연장부(2919)의 증가된 반경 방향 크기는 접촉 표면(2918)이 환자의 보다 가변적인 뼈 표면과 접촉할 수 있게 한다. 일 실시예에서, 연장부(2919)는 환자의 위 관절 돌기 및 파 중 하나 이상의 적어도 일부분과 접촉하도록 구성된다.
연장부(2919A, 2919B)는 환자의 해부학에 기초하여 필요에 따라 유사하거나 상이한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 연장부(2919A)는 캐뉼라(2916A)의 원주 부분을 감싸고 연장부(2919B)는 캐뉼라(2916B)의 전체 둘레를 감싼다. 또한, 연장부(2919)의 반경은 변경될 수 있다. 일 실시예에서, 연장부(2919A)의 반경은 연장부(2919B)와 다르다.
가이드(2910)는 또한 본 발명의 다른 실시예의 파지 특징부(2929)를 포함한다. 파지 특징부(2929)는 중간 본체(2912)의 일부에 형성된 함몰부(2930)를 포함한다. 하나 이상의 돌출부(2932)는 함몰부(2930)와 관련될 수 있거나, 그 주위에 배치될 수 있다.
가이드(2910)는 또한 상기 가이드(2910)가 사용될 환자의 해부학적 구조의 부분 또는 사용 순서를 식별하기 위한 인디시아(2928)를 포함할 수 있다.
이제 도 34a 및 도 34b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 환자 맞춤형 가이드(3010)의 또 다른 실시예가 도시된다. 가이드(3010)는 가이드(2810 및 2910)와 유사하며, 일반적으로 중간 본체(3012), 레그(3024), 캐뉼라(3016) 및 함몰부(3030) 및 돌출부(3032)를 포함하는 파지 특징부(3029)를 포함한다. 환자 맞춤형 접촉 표면(3018, 3025, 3026)은 캐뉼라(3016), 레그(3024) 및 중간 본체(3026) 중 하나 이상 위에 가이드(2810, 2910) 상의 것과 동일하게 (또는 유사하게) 형성될 수 있다.
캐뉼라(3016) 각각은 연장부(3019) 및 보어(3020)를 포함할 수 있다. 보어(3020)는 본원에 설명된 보어(1820, 1920, 2820, 2920) 중 임의의 것과 동일하다. 연장부(3019)는 연장부(2919)와 유사하고 연장부(2819)와 비교하여 확장된 반경을 갖는다. 그러나, 연장부(3019)는 연장부(2919)와 비교하여 상이한 정렬 및 형상을 갖는다. 보다 구체적으로, 도 34b에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 연장부(3019)는 캐뉼라(3016)의 원주 둘레에서 축 방향으로 길이가 변하는 접촉 표면(3018)을 갖는다.
또한, 연장부(3019), 캐뉼라(3016) 및 접촉 표면(3018)은 보어(3020)에 근접한 챔버 또는 오목부(3034)를 형성한다. 오목부(3034)와 유사한 오목부(3036)가 또한 각 레그(3024)의 원위 단부에 형성될 수 있다. 오목부(3034, 3036)는 캐뉼라(3016)와 레그(3024)의 환자 맞춤형 접촉 표면(3018, 3025)과 환자의 해부학적 구조 사이에 집중된 접촉을 제공한다. 보다 구체적으로, 오목부(3034, 3036) 없이, 캐뉼라(3016) 및/또는 레그(3024)의 매끄러운 표면이 뼈로부터 제거되지 않은 환자의 연조직과 접촉할 수 있다. 이 접촉은 가이드(3010)의 적절한 정렬을 방지할 수 있다. 다시 말하면, 오목부(3034, 3036)는 캐뉼라(3016) 및 레그(3024)가 뼈로부터 제거되지 않은 연조직과 접촉하는 것을 방지한다. 따라서, 오목부(3034, 3036)는 가이드(3010)가 환자의 해부학적 구조의 타겟팅된 부분과 적절하게 정렬시키는 것을 돕는다.
캐뉼라(3016)의 오목부(3034)는 또한 보어(3020)에 의해 가이드되는 드릴 비트와 같은 보링 기구에 의해 생성된 뼈 재료를 수용 및 수집할 수 있다. 이러한 방식으로, 뼈 재료는 환자의 뼈에 형성된 홀을 빠져나와서 오목부(3034) 내에 수용될 수 있다. 따라서, 의료 수술 중에 생성된 뼈 재료가 수집되고 가이드(3010)가 환자의 해부학적 구조의 타겟 부분으로부터 멀리 밀려나오지 않게 되어, 가이드(3010)가 소정의 배향으로 유지되게 보장한다.
이제 도 35a 내지 도 35c를 참조하면, 본 발명의 환자 맞춤형 가이드(3110)의 또 다른 실시예가 도시된다. 가이드(3110)는 가이드(2810, 2910 및 3010)와 유사하며, 일반적으로 중간 본체(3112), 캐뉼라(3116) 및 레그(3124)를 포함한다. 캐뉼라(3116)는 보어(1820, 2820, 2920 또는 3020)와 동일한 보어(3120)를 포함할 수 있다. 증가된 반경을 갖는 연장부(3119)는 가이드(2910, 3010)의 연장부(2919, 3019)와 유사하게 각각의 캐뉼라(3116) 상에 형성될 수 있다. 환자 맞춤형 접촉 표면(3118, 3125)은 가이드(2810)와 관련하여 본원에 기술된 바와 같이 캐뉼라(3116) 및 레그(3124) 중 하나 이상에 형성될 수 있다.
가이드(3110)는 또한 캐뉼라(3116)를 통과하는, 도 43a 및 도 43b에 도시된 적어도 하나의 절단부 또는 구멍(3138)을 포함한다. 구멍(3138)은 보어(3120)의 적어도 일부와 교차하며, 환자의 뼈를 천공하는 동안 뼈 재료가 캐뉼라를 빠져나갈 수 있게 한다. 결과적으로, 뼈 재료는 가이드(3110)와 가이드(3110)의 정렬을 잠재적으로 간섭할 수 있는 척추(4)와 같은 환자의 해부학적 구조 사이에 수집되지 않는다.
하나의 구멍(3138)만이 캐뉼라(3116A) 상에 도시되어 있지만, 구멍(3138)은 가이드(3110)의 각각의 캐뉼라(3116) 상에 형성될 수 있다. 또한, 구멍(3138)은 도 35에 도시된 것보다 캐뉼라(3116)의 상이한 부분에 형성될 수 있다. 구멍(3138)은 또한 인접한 척추와 같은 환자의 해부학적 구조를 피하도록 구성된 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 구멍은 도 35에 도시된 것과 상이한 길이, 폭 및 형상 중 하나 이상을 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 구멍(3138)은 가이드(3110)가 환자의 해부학적 구조의 타겟 부분과 소정의 정렬 상태가 되도록 보장한다.
이제 도 36a 내지 도 36f를 참조하면, 본 발명의 실시예의 더 많은 환자 맞춤형 가이드(3210)가 도시된다. 가이드(3210)는 일반적으로 중간 본체(3212), 캐뉼라(3216), 레그(3224) 및 보조 레그(3242)를 포함한다. 보조 레그(3242)는 환자의 해부학적 구조의 미리 결정된 부분과 접촉하도록 구성된 접촉 표면(3225A)을 갖는다. 접촉 표면(3225A)은 가이드(2810)의 접촉 표면(2818, 2825)과 동일한 방식으로 형성된다. 일 실시예에서, 접촉 표면(3225A)은 도 2의 방법을 이용하여 형성된다. 레그(3224, 3242)의 접촉 표면(3225, 3225A)은 환자의 해부학적 구조(4)의 래미너, 파, 관절 돌기 및 극상 돌기 중 하나 이상과 접촉하도록 정렬된다. 또한, 접촉 표면(3325, 3225A)은 본 명세서에 기술된 바와 같이 환자 맞춤형일 수 있다. 레그의 접촉 표면(3225, 3225A)은 또한 가이드(3010)의 오목부(3036)와 동일하거나 유사한 오목부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 캐뉼라(3216)는 캐뉼라(3216)의 원위 단부가 환자의 해부학적 구조를 접촉하지 않도록 선택된 길이를 갖는다. 따라서, 도 36b, 도 36c에 도시된 바와 같이, 캐뉼라(3216)의 원위 단부는 가이드가 척추(4)와 정렬될 때 환자의 척추(4)로부터 미리 결정된 거리만큼 분리되어 있다.
대안적으로, 하나 이상의 캐뉼라(3216)는 캐뉼라(3216)의 원위 단부가 환자의 해부학적 구조의 미리 결정된 부분과 접촉하도록 증가된 길이를 가질 수 있다. 따라서, 캐뉼라(3216)의 원위 단부는 접촉 표면(2818, 2918, 3018, 3118), 연장부(2819, 2919, 3019, 3119), 오목부(3034) 및 구멍(3138)과 동일하거나 유사한 환자 맞춤형 접촉 표면, 연장부, 오목부 및 구멍 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이제 도 36d 내지 도 36f를 참조하면, 환자의 뼈의 해부학적 구조에 대한 절개부 내에 위치되도록 구성된 다른 환자 맞춤형 가이드(3210A)의 사시도가 제공된다. 일 실시예에서, 가이드(3210A)는 하나 이상의 궤도(A, B)를 따라 기구 및 고정 장치를 가이드하기 위해 환자의 척추(4)를 포함하는 외과 수술에서 사용하기에 적합하다. 그러나, 가이드(3210A)는 기구의 가이드 및 환자의 다른 뼈의 해부학적 구조를 포함하는 외과 수술에서의 고정 장치의 배치에 사용될 수 있다.
가이드(3210A)는 도 36a 내지 도 36c에서 설명된 가이드(3210)와 유사하다. 따라서, 가이드(3210A)는 일반적으로 가이드(3210)의 중간 본체, 레그 및 보조 레그와 동일하거나 또는 유사한 중간 본체(3212), 레그(3224) 및 보조 레그(3242) 중 하나 이상을 포함한다. 선택적으로, 가이드(3210)는 하나 이상의 캐뉼라(3216)를 포함할 수 있다. 선택적인 캐뉼라(3216)는 외과 수술 중에 가이드(3210A)를 환자의 해부학적 구조(4)에 임시 고정하기 위한 임시 고정 핀을 배치하기 위한 보어(3220)를 더 포함할 수 있다.
가이드(3210A)는 또한 적어도 하나의 내부 캐뉼라(3260)(또는 "전방 캐뉼라")와 관련된 적어도 하나의 외부 캐뉼라(3250)(또는 "후방 캐뉼라")를 포함한다. 연관된 외부 및 내부 캐뉼라(3250, 3260)의 쌍은 사실상 동일 선상으로 정렬된다. 가이드(3210A)가 제1 절개부를 통해 환자의 해부학적 구조(4)에 대항하여 위치된 후, 내부 캐뉼라(3260)는 환자의 연조직 내의 제2 절개부를 통해 외과 의사에 의해 타겟팅된된다. 내부 캐뉼라(3260)는 환자의 해부학적 구조(4) 내로의 기구의 기계적 가이드를 개선시킨다. 일 실시예에서, 외부 캐뉼라(3250)는 지지 요소(3254)에 상호 연결된다. 지지 요소(3254)는 임의의 크기를 가질 수 있다. 선택적으로, 지지 요소(3254)는 외부 캐뉼라(3250)를 가이드(3210A)의 폭을 넘어 측 방향으로 위치 결정하는 크기로 되어 있다.
외부 캐뉼라(3250)는 선택적으로 중간 본체(3212)에 해제 가능하게 상호 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 36e에 도시된 바와 같이, 외부 캐뉼라(3250)는 가이드(3210A)에 형성된 대응하는 슬롯(3213) 내에 수용되도록 구성된 돌출부(3256)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 슬롯(3213)은 중간 본체(3212)에 형성되고 가이드(1810)의 슬롯들(1830) 중 하나와 동일하다(또는 유사하다).
내부 캐뉼라(3260)는 환자의 피부(S)를 통한 절개부 내에 위치되도록 가이드(3210A)의 부분에 상호 연결된다. 일 실시예에서, 내부 캐뉼라(3260)는 캐뉼라(3216)의 원위 부분에 상호 연결된다. 그러나, 내부 캐뉼라(3260)는 레그(3224) 및/또는 보조 레그(3242)를 포함하는 가이드(3210A)의 다른 부분에 선택적으로 상호 연결될 수 있다.
외부 캐뉼라(3250)는 상응하는 내부 캐뉼라(3260)의 보어(3262)와 대체로 동심원으로 정렬되는 보어(3252)를 포함한다. 따라서, 조합하여, 대응하는 쌍의 외부 및 내부 캐뉼라(3250, 3260)는 연장된 길이의 가상 캐뉼라를 한정한다. 그러나, 한 쌍의 대응하는 외부 및 내부 캐뉼라(3250, 3260)를 사용함으로써, 가이드(3210A)를 위치시키는데 필요한 절개부의 크기는 외부 캐뉼라(3250)로부터 내부 캐뉼라(3260)로 연장되는 길이의 캐뉼라를 갖는 가이드에 필요한 절개부와 비교하여 감소될 수 있다. 또한, 내부 캐뉼라(3260)를 환자의 해부학적 구조에 근접한 가이드(3210A)의 원위 부분에 위치시킴으로써, 가이드(3210A)의 무게 중심이 환자의 해부학적 구조(4)에 더 가깝게 이동된다. 따라서, 가이드(3210A)는 환자의 뼈(4)에 낮고 안정적으로 도킹되어, 궤도(A, B)를 따라 가이드되는 k-와이어 및 다른 기구의 정확성을 향상시킨다.
내부 캐뉼라(3260)는 구멍(3264)을 더 포함한다. 구멍(3264)은 보어(3262)로부터 내부 캐뉼라(3260)의 외부까지의 채널을 형성한다. 구멍(3264)은 가이드(3210A)에 의해 배향된 k-와이어가 환자의 해부학적 구조 내에 위치된 후에 가이드(3210A)가 환자로부터 제거될 수 있도록 k-와이어가 구멍(3264)을 통과할 수 있게 하는 크기를 갖는다. 일 실시예에서, 구멍(3264)은 캐뉼라(3260)의 외부 표면으로부터 보어(3262)로 종방향으로 연장되는 슬롯을 포함한다. 도 36f의 일 실시예에 도시된 바와 같이, 슬리브(1854)와 같은 기구가 적어도 부분적으로 보어(3262) 내에 수용될 때, 구멍(3264)은 폐쇄되어 슬리브(1854)의 보어(1856) 내에 위치된 k-와이어 또는 다른 기구가 내부 캐뉼라(3260B)의 보어(3262) 내에 유지되도록 한다.
이제 도 37a 내지 도 37d를 참조하면, 본 발명의 다른 환자 맞춤형 가이드(3310)가 도시된다. 일 실시예에서, 가이드(3310)는 천추(S1, S2)를 향한 방향을 나타내는 인디시아(3328)로 표시된 바와 같이 환자의 장골(8)에 근접하게 위치되도록 구성된다.
가이드(3310)는 가이드(3210)와 유사하며, 일반적으로 중간 본체(3312), 보어(3320)를 포함하는 캐뉼라(3316), 레그(3324) 및 보조 레그(3342)를 포함한다. 레그(3324, 3342)는 각각 접촉 표면(3225, 3225A)과 동일하거나 유사한 환자 맞춤형 접촉 표면을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캐뉼라(3316)의 원위 단부는 환자의 해부학적 구조를 접촉하지 않는다. 대안적으로, 하나 이상의 캐뉼라(3316)는 가이드(2810)의 접촉 표면(2818)과 유사한 환자 맞춤형 접촉 표면을 포함할 수 있다.
가이드는 또한 제2 캐뉼라(3340)를 포함한다. 각각의 제2 캐뉼라(3340A, 3340B)는 환자의 해부학적 구조의 타겟 부분에 고유한 궤도를 가질 수 있다. 제2 캐뉼라(3340)는 캐뉼라(3316)와 유사하며 가이드(3310)에 대해 미리 결정된 길이 및 배향을 갖는다. 캐뉼라(3340)는 보어(1820, 2820, 3320)와 유사한 방식으로 형성된 보어(3320A)를 포함한다. 따라서, 각각의 제2 캐뉼라(3340)의 보어(3320A)는 기구를 환자의 해부학적 구조의 다른 타겟팅된 부분에 가이드하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 캐뉼라(3340)는 S2-에일러 또는 S2-에일러-장골 궤도로 기구를 가이드하도록 배향된다. 일 실시예에서, 제2 캐뉼라(3340)의 보어(3320A)는 드릴 비트를 가이드하여 S2-에일러 또는 S2-에일러-장골 궤도에 파일럿 구멍을 형성하도록 배향된다.
제2 캐뉼라(3340)는 미리 결정된 길이의 지지 요소(3341)에 의해 가이드(3310)로부터 이격된다. 일 실시예에서, 지지 요소(3341)는 캐뉼라(3316)에 상호 연결된다. 그러나, 지지 요소(3341)는 중간 본체(3312) 및/또는 레그(3324)와 같은 가이드(3310)의 다른 부분에 상호 연결될 수 있다. 선택적으로, 제2 캐뉼라(3340)는 가이드(3310)에 해제 가능하게 상호 연결될 수 있다. 따라서, 제2 캐뉼라(3340)는 외과 수술 중에 가이드(3310)에 추가되거나 또는 가이드(3310)로부터 제거될 수 있다. 또한, 제2 캐뉼라(3340A, 3340B)는 환자의 해부학적 구조에 대한 제1 수술을 수행하는데 사용될 수 있으며, 그 후 추가 수술을 수행하기 위해 사용되는 후속적인 제2 캐뉼라(3340)로 대체될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 캐뉼라(3340)는 가이드(3310)와 일체로 형성될 수 있다.
이제 도 38 내지 도 45를 참조하면, 환자 매칭된 체내 가이드(3410)가 설명된다. 가이드(3410)는 하나 이상의 생체 활성 물질 또는 뼈 이식 재료 또는 인공 디스크를 도입하기 위한 임플란트 케이지와 같은 하나 이상의 체내 장치의 배치에 적합하다. 선택적으로, 가이드(3410)는 수술에서 사용되는 하나 이상의 도구를 배열하는데 사용될 수 있다. 가이드(3410)는 2개의 인접한 척추 사이에 삽입되고 2개 이상의 해부학적 특징을 당기도록 구성된다. 예를 들어, 디스크 공간에 대한 전방, 후방, 후방 측 방향 또는 직접 측 방향 접근이 가이드(3410)로 달성되어 임플란트를 경사진, 직접 측 방향 또는 후방 접근법으로 배치하는 것을 용이하게 한다.
일 실시예에서, 상기 체내 가이드(3410)는 의료용 이미징 장치로 환자의 해부학적 구조의 스캔을 획득한 것에 따라 설계된다. 스캔은 각 척추의 3D 모델로 세분된다. 이러한 3D 모델은 CAD에서 변형되어 외과 의사가 원하는 교정을 시뮬레이션한다. 일단 원하는 교정이 적절하게 시뮬레이션되면, 외과 의사가 수술 중에 계획된 교정을 할 수 있게 하는 가이드(3410)가 생성된다. 그런 다음 가이드는 3D 인쇄, 신속한 프로토타이핑 또는 여기에 설명된 대안적인 방법을 통해 제조될 수 있다.
가이드(3410)는 본 명세서의 신규한 양태를 벗어나지 않고 다른 형상, 배향, 두께 등을 가질 수 있다. 유사하게, 가이드(3410)는 임의의 크기일 수 있고 원하는 대로 가이드(3410)를 파지하거나 또는 조작하는데 보조가 되는 연장부 또는 핸들을 포함할 수 있다.
이제도 38을 참조하면, 환자 매칭된 가이드(3410)는 분해도로 도시되어, 복수의 구성 요소가 특정 외과 수술을 위해 전술한 시스템 및 방법을 사용하여 어떻게 제조될 수 있는지를 설명한다. 가이드(3410)의 구성 요소는 일반적으로 최종적으로 조립된 상태에서 도 50에 도시된 환자-매칭된 가이드(3410)를 형성하는 환자 맞춤형 인서트(3412), 가이드 슬리브(3414) 및 커넥터(3416)를 포함한다.
이제 도 38 내지 도 39를 참조하면, 인서트(3412)는 일반적으로 근위 표면(3418), 원위 표면(3420), 원위 표면으로부터 연장되는 2개의 돌출부(3422, 3424), 구멍(3426) 및 보어(3428)를 포함한다. 돌출부(3422, 3424)는 환자의 해부학적 구조의 측면들에 직접적으로 끼워지도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로, 돌출부(3422, 3424)는 추간 디스크 공간 내의 상측 척추와 하측 척추 사이에 위치되도록 구성된다. 돌출부(3422, 3424)의 형상은 인접한 척추의 곡률의 적어도 일부와 매칭되고 미리 결정된 크기 및 형상을 갖는 임플란트를 추간 공간 내로 삽입하는 것을 용이하게 하기 위해 미리 정해진다.
돌출부는 인서트(3412)가 하나 이상의 척추 본체의 일부분과 정합하는 것을 허용하는 다양한 환자 접촉 표면을 포함한다. 예를 들어, 각각의 돌출부(3422, 3424)의 상부 표면(3430, 3432), 하부 표면(3434, 3436) 및 내부 표면(3438, 3440)은 환자 맞춤형 접촉 표면을 포함할 수 있다. 인서트(3412)의 원위 표면(3420)은 또한 환자 맞춤형 접촉 표면을 포함할 수 있다.
환자 맞춤형 표면은 인서트(3412)를 환자의 해부학적 구조에 대한 미리 결정된 위치에 정렬시키고; 환자의 해부학적 구조의 부분 주위에 후크하고; 외과 수술 중에 인서트(3412)의 의도하지 않거나 또는 부주의한 이동을 방지하고; 그리고 연조직을 대체하는 것들 중 하나 이상을 가능하게 하도록 구성된다. 일 실시예에서, 환자 맞춤형 표면은 연조직을 대체하기 위해 비교적 얇은 연장부를 포함한다.
일 실시예에서, 인서트(3412) 또는 그 일부는 적어도 부분적으로 가요성 또는 변형 가능한 재료로 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, 인서트(3412)는 니티놀과 같은 형상 기억을 갖는 재료로 제조된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 돌출부(3422, 3424)는 비대칭일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 하나의 돌출부는 다른 돌출부와 상이한 형상 및/또는 크기를 갖는다. 또한, 인서트(3412)의 원위 표면(3420)에 대한 각각의 돌출부의 각도 및 배향은 환자의 해부학적 구조에 매칭되거나 또는 환자의 해부학적 구조의 일부를 회피하도록 변경될 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(3422, 3424)의 형상은 환자의 해부학적 구조의 변형에 대한 교정을 제공하지 않는다. 다른 실시예에서, 돌출부의 형상은 환자의 기형의 적어도 일부 교정을 제공한다.
돌출부의 일부는 척추를 당기는데 사용될 수 있는 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 돌출부(3422, 3424)의 원위 부분(3442, 3444)은 삽입을 용이하게 하기 위해 완전한 반경 또는 탄환 형태의 노우즈를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로 원위 부분은 웨지 형상을 가질 수 있다.
돌출부(3422, 3424)의 상부 표면(3430, 3432)은 하부 표면(3434, 3436)과 평행하지 않을 수 있다. 또한, 상부 및 하부 표면은 상이한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 이제 도 39를 참조하면, 돌출부는 인서트(3412)의 원위 표면(3420)으로부터 멀리 원위로 연장될 때 테이퍼질 수 있다. 선택적으로, 돌출부(3422)의 원위 부분은 임플란트의 두께와 실질적으로 동일하거나 또는 약간 큰 제1 두께(3446)를 가질 수 있다. 돌출부(3422)의 근위 부분은 제1 두께(3446)보다 크고 임플란트의 두께보다 큰 제2 두께(3448)를 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 외과 의사는 인접한 척추를 "오버 당김(over distract)"할 수 있다. 오버 당김은 추간 공간에의 쉽고 안전한 접근, 임플란트의 배치를 용이하게 하고, 환자의 해부학적 구조인 전만 또는 다른 계획된 교정을 발생시킨다.
돌출부(3422, 3424)는 또한 사용자가 미리 결정된 거리 이상으로 인서트(3412)를 추간 공간 내로 전진시키는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 돌출부 또는 노치가 경질 정지부를 제공하기 위해 돌출부(3422, 3424) 중 적어도 하나의 부분에 형성될 수 있다. 대안적으로, 돌출부 또는 노치가 가이드(3410)의 올바르지 못한 배향을 방지하기 위해 원위 표면(3420)과 같은 인서트(3412)의 돌출부 또는 일부 다른 부분 상에 형성될 수 있다. 정지부, 돌출부 또는 노치는 환자의 해부학적 구조에 대해 맞춤형일 수 있으며 신경 요소 또는 환자의 해부학적 구조의 다른 특징을 보호할 수 있다.
가이드(3410) 및 인서트(3412)는 특정 환자에 대한 가이드, 환자 척추의 레벨을 식별하기 위한 하나 이상의 인디시아, 또는 가이드의 방향, 배향, 사용 또는 목적을 나타내는 다른 인디시아를 더 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 돌출부(3422, 3424) 및 체내 가이드(3410)의 다른 부분은 인서트(3412)가 전진 또는 후퇴될 때 추간 공간 내로의 돌출부(3422, 3424)의 상대 위치를 표시하는 수단을 포함할 수 있다. 표시하는 방법은 각 돌출부마다 동일하거나 또는 다를 수 있다.
인접한 척추 사이에서 돌출부(3422, 3424)를 전진시키기 위해 수동 또는 기계적 충격력이 인서트(3412)에 가해질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 인서트(3412)는 해머 또는 다른 충격 장치로부터 충격력을 수용하기에 충분히 강성이고 내구성있는 재료로 제조된다.
일반적으로 타원형으로 도시되었지만, 당업자는 구멍(3426)이 비대칭 형상을 포함하는 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 구멍(3426)은 곡선 형상 또는 비대칭 형상 임플란트를 수용하도록 형성될 수 있다. 선택적으로, 슬롯 또는 돌출부는 구멍의 측벽(3450) 상에 형성되어 임플란트가 미리 결정된 배향으로 삽입되는 것을 보장할 수 있다. 또한, 구멍(3426)의 크기 또는 형상은 외과 의사/사용자에 대한 더 큰 가시성을 달성하거나 또는 하나 이상의 기구 또는 다른 장치를 추간 공간 내로 배치하는 것을 용이하게 하도록 설계될 수 있다.
노치(3452)는 가이드 슬리브(3414)의 키(3454)와 정렬되는 구멍(3426) 내에 형성될 수 있다. 노치(3452)와 키(3454)의 상호 작용은 가이드 슬리브(3414)가 구멍(3426)과 적절하게 정렬되도록 보장할 수 있다. 가이드 슬리브는 추간 공간 내로 삽입된 기구 및/또는 임플란트를 계획된 깊이 및 배향으로 가이드하는 구멍(3456)을 포함할 수 있다. 가이드 슬리브 구멍(3456)은 인서트 구멍(3426)과 상이한 크기 및 형상을 가질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 구멍(3456)은 임플란트 또는 기구가 미리 결정된 배향으로 삽입되도록 보장하기 위해 슬롯 또는 돌출부를 포함할 수도 있다.
가이드 슬리브(3414)는 인서트 구멍(3426) 내에 적어도 부분적으로 수용되도록 선택된 임의의 크기 및 형상을 가질 수 있다. 또한, 가이드 슬리브(3414)는 인서트(3412)의 인접 표면(3418)으로부터 적어도 부분적으로 돌출할 수 있다. 선택적으로, 가이드 슬리브(3414)의 근위 부분은 외과 수술 중에 절개부 및 환자의 피부를 적어도 부분적으로 넘어 돌출할 수 있다. 가이드 슬리브(3414)는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 선택적으로, 가이드 슬리브의 재료는 인서트(3412)의 재료와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 일 실시예에서, 가이드 슬리브는 슬리브 재료의 파괴 및/또는 박리가 회피되는 정도의 충분한 강도를 갖는 재료로 형성된다. 따라서, 가이드 슬리브는 가이드 슬리브로부터의 재료가 추간 공간에 퇴적되는 것을 허용하지 않고 손상 없이 고속 절단 도구의 효과를 견딜 수 있다.
임의의 개수의 상이한 가이드 슬리브(3414 ... 3414N)는 체내 가이드(3410)와 함께 사용하기 위해 인서트 구멍(3426) 내에 해제 가능하게 수용될 수 있다. 각각의 가이드 슬리브(3414)는 외과 수술 중에 다른 인서트 또는 도구를 가이드하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 가이드 슬리브는 제1 도구 또는 인서트를 가이드하기 위해 인서트 구멍(3426) 내로 도입될 수 있다. 그 다음, 제1 가이드 슬리브는 인서트 구멍 내로 도입된 제2 가이드 슬리브로 대체될 수 있다. 제2 가이드 슬리브는 제2 도구 또는 인서트를 가이드할 수 있다. 제2 도구 또는 인서트는 제1 도구 또는 인서트와 크기, 형상 또는 목적이 다를 수 있다.
이제 도 40을 참조하면, 가이드 슬롯(3458)을 갖는 가이드 슬리브(3414A)의 실시예가 인서트 구멍(26)에서 사용 위치에 도시된다. 가이드 슬롯(3458)은 임플란트, 블레이드, 절단 도구 또는 다른 기구의 경로를 지향시키도록 선택된 크기 및 배향을 갖는다. 일 실시예에서, 가이드 슬롯(3458)은 본 명세서에 설명된 슬롯들(20, 120, 320, 420, 520, 720, 820) 중 임의의 슬롯의 특징과 동일하거나, 또는 유사하고, 이들을 포함한다. 운동 보존 및 디스크 교체 임플란트와 같은 일부 임플란트는 핀 또는 환자의 척추의 인접 레벨의 단부판으로 연장되는 다른 표면을 포함한다. 이러한 임플란트를 적절하게 배치하기 위해 외과 의사는 척추의 각 인접한 레벨로부터 뼈의 일부를 제거해야 한다. 따라서, 슬롯(3458)은 특정 환자의 인접한 척추의 각각의 부분의 계획된 제거를 위해 절단을 가이드하도록 결정된 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 슬롯은 직선형, 오목형, 볼록형 또는 다른 형상의 절단을 제공하도록 기구를 가이드하는 형상을 가질 수 있다.
슬롯(3458)은 특정 절단 도구를 수용하고, 특정 절단 도구의 부적절한 사용을 방지하며, 부적절한 도구의 사용을 방지하기 위한 크기 또는 형상일 수 있다. 또한, 슬롯은 환자의 신경 요소 주위의 절단을 가이드하거나 또는 신경 요소 내로의 절단을 방지하도록 형성될 수 있다. 따라서 슬롯(3458)을 사용하여 장비 배향 및 깊이를 제어하면서 수술 이전에 계획된 경로를 따라 기구를 가이드할 수 있다. 또한, 슬롯의 폭은 슬롯을 통해 끼워지거나 또는 슬롯의 다른 부분 내로 끼워지는 절단 도구의 크기를 제어하도록 변경될 수 있다. 외과 의사는 인서트 구멍(3426)에 삽입된 가이드 슬리브(3414A)의 슬롯(3458)을 사용함으로써, 수술을 개시하기 전에 절단 궤도 및 경로의 위치 설정 및 정렬을 확인할 수 있다.
정지부는 절단 도구의 삽입의 깊이를 제한하거나 또는 제어하기 위해 슬롯(3458)에 형성될 수 있다. 정지부는 환자의 해부학적 구조에 맞춤형일 수 있고 환자의 신경 요소를 보호하거나 또는 의도하지 않은 척추의 부분의 제거를 방지할 수 있다. 슬롯(3458)은 또한 절단 중에 깊이 제어를 보장하도록 키잉될 수 있다. 예를 들어, 슬롯은 도구가 슬롯을 통해 가이드될 때 도구에 의한 절단의 깊이를 변경시키는 키를 포함할 수 있다. 키는 도구의 삽입의 깊이를 제한하는 돌출부와 같은 도구 상의 특징에 대응될 수 있다.
가이드 슬리브(3414A)의 슬롯(3458)은 상이한 유형 및 크기의 도구 또는 임플란트를 수용하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 가이드 슬리브(3414A)는 하나의 특정 도구 또는 임플란트만을 수용하도록 작동될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 이제 도 41을 참조하면, 다른 실시예의 가이드 슬리브(3414B)는 구멍(3456B)의 측벽 상에 형성된 가이드면(3460)을 포함할 수 있다. 가이드 표면(3460)은 외과 수술 중에 기구 또는 임플란트를 가이드하기 위해 미리 결정된 각도를 갖는다. 예를 들어, 표면(3460)은 디스크 공간 준비를 위한 기구를 가이드할 수 있다. 추가적으로, 표면(3460)은 경사 삽입 각도를 위한, 모션 절약 임플란트, 체내 융합 장치, 플레이트와 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 임플란트를 가이드하도록 형성될 수 있다. 가이드 슬리브(3414B)는 또한 임플란트의 삽입 및 정렬을 용이하게 하기 위해 계획된 경사 접근 각도에 따라 정의된 트랙을 갖는 가이드 표면을 포함할 수 있다. 가이드 표면(3460)은 가이드 슬리브(3414B)의 구멍(3456B)의 임의의 부분 상에 형성될 수 있다는 것을 알 것이다.
상이한 가이드 슬리브(3414, 3414A, 3414B ... 3414N)는 조작이 미리 계획된 순서로 수행되는 것을 보장하는 특징을 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 가이드 슬리브(3414, 3414A ... 3414N)는 계획된 순서로 함께 상호 연결되도록 형성된다. 따라서, 제1 수술은 슬리브(3414) 및 인서트(3412)로 수행될 수 있다. 이어서, 슬리브(3414A)는 슬리브(3414) 및 인서트(3412)에 상호 연결되어 제2 수술 동안 사용된다. 이어서, 슬리브(3414B)는 제3 수술 중에 사용하기 위해 슬리브(3414A, 3414) 및 인서트(3412)에 상호 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 슬리브(3414)는 이전 슬리브를 인서트(3412)로부터 제거하지 않고 순차적으로 사용될 수 있다. 이는, 예를 들어, 슬리브(3414)가 핀과 같은 기구를 보유하고 있을 때 유익할 수 있다. 기구는 후속 슬리브(3414A)가 인서트(3412)에 추가될 때 조정할 필요가 없을 것이다.
인서트(3412)의 보어(3428)는 또한 환자 맞춤형일 수 있다. 따라서, 보어(3428)의 크기, 위치 및 궤도는 환자의 해부학적 구조에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 각 보어의 궤도는 환자의 해부학적 구조의 특정 부분을 타겟팅하거나 회피하도록 선택될 수 있다. 따라서, 보어의 각각은 특정한 배향으로 특정 기구 또는 고정구를 가이드하도록 구성된 상이한 형상, 폭, 깊이 및 배향을 가질 수 있다. 3개의 보어가 도시되어 있지만, 보어를 포함하지 않는 것을 포함하여 임의의 개수의 보어가 인서트에 형성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 보어는 가이드(3410)를 환자의 척추에 임시 고정하기 위해 페디클 스크류와 같은 커넥터 또는 고정구(3416)를 수용할 수 있다. 고정구를 보어(3428)를 통해 배치하는 것은 사용 중에 가이드(3410)의 안정성을 증가시킬 수 있다.
선택적으로, 보어(3428)는 환자의 해부학적 구조에 보어를 형성하기 위한 도구와 같은 도구를 수용하도록 구성될 수 있다. 따라서, 각 보어(28)는 부적당한 도구 또는 장치의 사용을 방지하고, 미리 결정된 도구 또는 장치의 부적절한 사용을 방지하고, 미리 결정된 도구 또는 장치의 적절한 사용을 보장하도록 선택된 길이, 형상, 돌출부 및/또는 직경을 가질 수 있다.
또한, 보어(3428)는 이식 재료를 추간 공간으로 전달하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 보어는 뼈 이식 재료 및 다른 물질을 주사기와 같은 수술 도구로부터 추간 공간의 미리 결정된 부분으로 전달하도록 동작 가능하다.
이제 도 42 내지 도 43을 참조하면, 환자 매칭된 가이드(3410)는 하나 이상의 체내 장치를 배치하도록 외과 의사를 돕기 위해 고유한 해부학 그룹화와 관련하여 사용의 하나의 잠재적인 위치에 도시된다. 보다 구체적으로, 도 42는 상측(VS) 및 하측(VI) 인접 척추 사이의 가이드(3410)를 도시한다. 하측 척추는 명확성을 위해 도 43에 도시되어 있지 않다. 도 44a 및 도 44b는 인서트(3412)의 구멍에 삽입된 가이드 슬롯(3458)을 포함하는 상이한 가이드 슬리브(3414A)를 갖는 도 42의 가이드(3410)를 도시한다.
본 개시의 가이드(3410)는 임의의 2개의 인접한 척추 사이에서의 사용을 위해 적용될 수 있다. 예를 들어 이제 도 45를 참조하면, 다른 실시예의 가이드(3410A)가 2개의 상이한 척추(VS, VI) 사이에 도시된다. 가이드는 도 45에 도시된 2개의 척추(VS, VI)를 접촉하도록 구성된 환자 맞춤형 접촉 표면을 포함하는 돌출부(3424)와 유사한 제1 돌출부(3422A) 및 제2 돌출부(도시되지 않음)를 포함하는 인서트(3412A)를 포함한다. 그러나, 인서트(3412A)의 제1 및 제2 돌출부는 인서트(3412)의 돌출부와 비교하여 상이한 크기 또는 형상을 갖는다. 추가적으로 또는 대안적으로, 가이드(3410A)의 인서트 구멍(3426A)은 가이드(3410)의 구멍(3426)의 크기 및 형상과 다른 크기 또는 형상을 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 가이드(3410)에 의한 수술에서 사용하기에 적합한 가이드 슬리브(3414A ... 3414N)는 가이드(3410A)와 맞지 않아서 이에 따라 오용될 수 없다. 선택적으로, 인서트 구멍(3426A)은 구멍(3426)과 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다.
체내 가이드(3410) 및 그 구성 요소에 대한 다른 형상이 동등하게 실제적이고 본 개시의 범위 내에서 고려되는 것으로 명백하게 이해된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 가이드의 근위 단부의 적어도 일부는 외과 수술 중에 환자의 외부로 연장되도록 구성될 수 있다.
본 개시에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 전술한 설명은 본 개시를 본 명세서에 개시된 형태 또는 형태들로 제한하려는 의도는 아니다.

Claims (15)

  1. 환자 맞춤형 절단 가이드로서,
    근위 부분 및 원위 부분을 갖는 본체; 및
    상기 본체 내에 형성되고 상기 환자의 해부학적 데이터로부터 결정된 경로에 배향되고 상기 가이드의 상기 본체의 상기 근위 부분으로부터 상기 원위 부분으로 연장되는 적어도 하나의 환자 맞춤형 트랙
    을 포함하고,
    상기 본체의 상기 원위 부분은 환자의 뼈의 해부학적 구조와 정합하도록 적어도 상기 적어도 하나의 환자 맞춤형 트랙의 일 측면 상의 제1 환자 맞춤형 컨투어 및 상기 적어도 하나의 환자 맞춤형 트랙의 대향되는 측면 상의 제2 환자 맞춤형 컨투어를 포함하고,
    상기 적어도 제1 및 제2 환자 맞춤형 컨투어는 상기 환자의 상기 해부학적 데이터로부터 결정되고, 상기 환자의 뼈의 해부학적 구조의 특정 부분에 실질적으로 부합하도록 형성되는, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 환자 맞춤형 트랙은, 환자의 해부학적 특징으로부터 결정되고 기구가 상기 가이드의 상기 본체를 통과하여 환자의 뼈의 해부학적 구조를 따라 복수의 절개부를 만들도록 구성되는 미리 결정된 궤도를 갖는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 환자 맞춤형 트랙의 상기 경로는 상기 경로를 따라 기구의 삽입 및 이동을 용이하게 하기 위한 깊이 제어, 각도 및 배향을 포함하는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드의 상기 본체에 형성된 적어도 제2 환자 맞춤형 트랙을 더 포함하는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 제2 환자 맞춤형 트랙은 상기 제2 경로를 따라 기구의 이동을 용이하게 하기 위한 깊이 제어, 각도 및 배향을 포함하는 제2 경로를 한정하는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 환자 맞춤형 트랙은 상기 해부학적 특징으로부터 결정되는 미리 결정된 궤도를 가지며, 상기 적어도 제2 환자 맞춤형 트랙은 또한 상기 적어도 하나의 환자 맞춤형 트랙의 상기 궤도와 상이한 환자의 상기 해부학적 특징으로부터 결정되는 미리 결정된 궤도를 갖는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 트랙 및 상기 적어도 제2 트랙은 기구가 상기 가이드의 상기 본체를 통과하여 상이한 깊이 및 궤도를 따라 복수의 절개부를 만드는 것을 허용하도록 독립적으로 구성되는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 제1 및 제2 환자 맞춤형 트랙 중 어느 하나는 상기 환자의 뼈의 해부학적 구조의 특정 부분을 제거하기 위해 그 각각의 경로를 통해 기구를 가이드하도록 구성되는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 제1 및 제2 환자 맞춤형 컨투어는 래미너, 관절간부, 횡돌기의 일 부분, 위 관절 돌기, 및 아래 관절 돌기 중 하나 이상과 접촉하도록 구성되는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 제1 및 제2 환자 맞춤형 컨투어는 외과 의사에 의해 이전에 변형된 환자의 뼈의 해부학적 구조의 일 부분과 접촉하도록 구성되는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 트랙은 페디클 제거(pedicle subtraction), 절골술, 라미넥토미(laminectomy), 관절면 절제술, 스미스-피터슨 절골술 또는 척추 절제술을 달성하기 위한 기구를 수용하고 가이드하도록 구성되는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 환자의 뼈의 해부학적 구조 상에 적어도 부분적으로 배치되도록 구성되는 프레임을 더 포함하며, 상기 가이드의 상기 본체는 상기 프레임에 선택적으로 상호 연결될 수 있는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 상기 가이드를 형성하도록 서로 선택적으로 상호 연결되는 적어도 제1 및 제2 섹션으로 구성되는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 가이드는 상기 환자의 뼈의 해부학적 구조를 따라 제1 세트의 절개를 수행하도록 사용되며, 상기 환자의 뼈의 해부학적 구조를 따라 제2 세트의 절개를 수행하도록 사용되는 제2 환자 맞춤형 절단 가이드를 더 포함하는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 환자 맞춤형 절단 가이드는 상기 환자의 상기 해부학적 데이터로부터 결정되고 상기 환자의 뼈의 해부학적 구조의 특정 부분에 실질적으로 부합하도록 형성되는 적어도 하나의 환자 맞춤형 컨투어를 포함하는 것인, 환자 맞춤형 절단 가이드.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230105363A (ko) * 2022-01-04 2023-07-11 건양대학교산학협력단 골 접합용 판을 이용하기 위한 조준장치

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3466350B1 (en) 2017-10-06 2020-07-22 Stryker European Holdings I, LLC Pedicle subtraction osteotomy guide
CN109247986B (zh) * 2018-11-21 2020-11-03 南方医科大学珠江医院 辅助不完全复位的寰枢椎脱位的固定方法和装置
DE102019101081B4 (de) * 2019-01-16 2020-08-06 Heraeus Medical Gmbh Femoraler Hüftgelenkspacer mit Spülvorrichtung
EP3712900A1 (en) * 2019-03-20 2020-09-23 Stryker European Holdings I, LLC Technique for processing patient-specific image data for computer-assisted surgical navigation
US20220323085A1 (en) * 2019-09-12 2022-10-13 Cartiva, Inc. Bone cutting guides
ES2836879A1 (es) * 2019-12-26 2021-06-28 Coretti Stephan Meschian Instrumental médico quirúrgico paciente-específico para la instrumentación de la columna vertebral por vía posterior y sistema de posicionamiento y estabilización
JP6773354B1 (ja) * 2020-01-08 2020-10-21 株式会社Ｋｋｙｓｓ 脊椎固定用スクリューガイド装置
US11759280B2 (en) * 2020-02-06 2023-09-19 Aesculap Ag Surgical instrumentation for fixation of cervical spine
CN111449810A (zh) * 2020-04-30 2020-07-28 四川大学华西医院 一种用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物
CN112185226B (zh) * 2020-08-24 2022-08-26 自贡市第四人民医院(自贡市急救中心) 一种用于培训低年资骨科医师寻找腰椎弓根螺钉最佳进钉点的仿真腰椎模型的制作方法
IT202000020794A1 (it) 2020-09-01 2022-03-01 Medacta Int Sa Guida di taglio per osteotomia spinale
CN113349878B (zh) * 2021-04-30 2023-04-28 四川大学华西医院 一种用于颈前路椎体截骨手术的手术导板及其设计方法
CN113876429B (zh) * 2021-06-23 2023-01-20 上海极睿医疗科技有限公司 脊柱手术机器人的路径规划系统及机器人系统
CN114082983A (zh) * 2021-11-08 2022-02-25 李鹏 一种3d打印脊柱多孔固定钉棒制备方法
FR3136950A1 (fr) * 2022-06-27 2023-12-29 Novastep Ensemble d’instrumentation chirurgicale pour résection osseuse
TWI795335B (zh) * 2022-08-23 2023-03-01 長庚醫療財團法人林口長庚紀念醫院 設計手術器械的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015515342A (ja) * 2012-04-17 2015-05-28 フライ, ジョージFREY, George 患者適合外科用ガイドおよびその使用方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6063088A (en) * 1997-03-24 2000-05-16 United States Surgical Corporation Method and instrumentation for implant insertion
US6761723B2 (en) * 2002-01-14 2004-07-13 Dynamic Spine, Inc. Apparatus and method for performing spinal surgery
US7955355B2 (en) * 2003-09-24 2011-06-07 Stryker Spine Methods and devices for improving percutaneous access in minimally invasive surgeries
CN101083944B (zh) * 2004-12-21 2013-01-02 史密夫和内修有限公司 具有可移动的切割引导装置的远端股骨试验装置
CN105030296A (zh) * 2006-02-06 2015-11-11 康复米斯公司 患者可选择的关节成形术装置和手术器具
US9173661B2 (en) * 2006-02-27 2015-11-03 Biomet Manufacturing, Llc Patient specific alignment guide with cutting surface and laser indicator
EP2144550B1 (en) * 2007-04-17 2021-05-26 K2M, Inc. Retraction device for minimally invasive spinal surgery
EP2957237A1 (en) * 2007-09-30 2015-12-23 DePuy Products, Inc. Customized patient-specific orthopaedic surgical instrumentation
JP6143999B2 (ja) * 2008-03-03 2017-06-07 スミス アンド ネフュー インコーポレイテッド 膝関節用低背型患者特異的カッティングブロック
US9375221B2 (en) * 2008-12-29 2016-06-28 Depuy (Ireland) Orthopaedic cutting block having a chemically etched metal insert
US9017334B2 (en) * 2009-02-24 2015-04-28 Microport Orthopedics Holdings Inc. Patient specific surgical guide locator and mount
KR20120022853A (ko) * 2009-04-01 2012-03-12 세람테크 게엠베하 세라믹 커팅 템플릿
EP2445419B1 (en) * 2009-06-24 2014-02-12 Custom Med Orthopaedics (Propietary) Limited A positioning guide and a femur bone cutting guide system
US8419739B2 (en) * 2009-08-24 2013-04-16 Amir A. Jamali Method and apparatus for allograft disc transplantation
EP2490605A4 (en) * 2009-10-23 2014-07-16 Synvasive Technology Inc KNEE BALANCING FOR REVISION SURGERY
CN102724934B (zh) * 2009-11-04 2016-01-20 康复米斯公司 患者适应性和改进的整形植入物、设计和相关工具
EP2538853A4 (en) * 2010-02-25 2016-07-27 Depuy Products Inc BONE CUTTING BLOCKS SPECIFIC TO A PERSONALIZED PATIENT
CA2802094C (en) * 2010-06-29 2019-02-26 George Frey Patient matching surgical guide and method for using the same
JP6073232B2 (ja) * 2010-10-14 2017-02-01 スミス アンド ネフュー インコーポレイテッド 患者適合器具および方法
US9017412B2 (en) * 2011-04-29 2015-04-28 Life Spine, Inc. Spinal interbody implant with bone screw retention
JP5571863B1 (ja) * 2011-06-16 2014-08-13 ジンマー，インコーポレイティド 改良された関節特性を有する膝関節プロテーゼ用の大腿骨コンポーネント
EP2561814A1 (de) * 2011-08-25 2013-02-27 Deru GmbH Schneidführung zum Erzeugen einer Außenkontur für eine Gelenkendoprothese
EP3470002A1 (en) * 2012-05-03 2019-04-17 Synthes GmbH Surgical guides from scanned implant data
CA2871950C (en) * 2012-05-24 2020-08-25 Zimmer, Inc. Patient-specific instrumentation and method for articular joint repair
US10022130B2 (en) * 2013-03-05 2018-07-17 Depuy Ireland Unlimited Company Polymer 4-in-1 femoral cutting block
CN104095664B (zh) * 2013-04-12 2016-12-28 德普伊（爱尔兰）公司 股骨远端夹具组件和具有该组件的股骨远端切割器械
AU2014274748B2 (en) * 2013-06-07 2018-03-01 George Frey Patient-matched apparatus and methods for performing surgical procedures
US9168062B2 (en) * 2013-06-21 2015-10-27 Warsaw Orthopedic, Inc. Spinal implant system and method
CA2942052C (en) * 2014-03-13 2022-10-18 The Curators Of The University Of Missouri Device and method for allografting
CN204106133U (zh) * 2014-10-08 2015-01-21 联合骨科器材股份有限公司 股骨切除规

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015515342A (ja) * 2012-04-17 2015-05-28 フライ, ジョージFREY, George 患者適合外科用ガイドおよびその使用方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230105363A (ko) * 2022-01-04 2023-07-11 건양대학교산학협력단 골 접합용 판을 이용하기 위한 조준장치

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