CN113710179A - 手术系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于治疗脊柱的方法，所述方法包括以下步骤：对患者解剖结构进行成像，以配准解剖图像数据并且对所述患者解剖结构进行位置跟踪；为至少一个骨紧固件选择植入策略；为所述患者解剖结构选择操纵策略；根据所述植入策略和所述操纵策略确定所述患者解剖结构的后矫正定向；对所述患者解剖结构的所述后矫正定向进行成像；根据所述植入策略将所述至少一个骨紧固件与所述患者解剖结构的椎骨组织接合；以及将第一植入物支撑件连接到所述至少一个骨紧固件，所述第一植入物支撑件包含适配器，所述适配器可相对于所述第一植入物支撑件移动以可释放地接合手术器械以根据所述操纵策略牵引和/或压缩所述椎骨组织。公开了手术器械、构造物和植入物。
Description
技术领域
本公开整体涉及用于治疗脊柱病症的医疗装置，并且更具体地涉及用于矫正脊柱病症的手术系统和方法。
背景技术
例如退变性椎间盘疾病、椎间盘突出症、骨质疏松症、椎骨前移、狭窄、脊柱侧凸、脊柱后凸和其它弯曲异常、肿瘤和骨折之类的脊柱病症可能由包含创伤、疾病和由损伤和衰老引起的退变性疾病等因素引起。脊柱病症通常导致包含疼痛、神经损伤和部分或完全丧失活动性的症状。
非手术治疗(如药物治疗、康复治疗和运动)可以是有效的，但是可无法缓解与这些疾病相关联的症状。这些脊柱病症的手术治疗包含矫正、韧带整复术、椎体切除术、椎间盘切除术、椎板切除术、融合术、固定术和植入式假体。用于椎骨的定位和对准的矫正治疗可采用脊柱植入物，这些脊柱植入物包含脊柱构造物和椎体间装置，用于稳定脊柱的治疗区段。在一些情况下，脊柱植入物可用手术器械进行操纵以压缩和牵引椎骨。本公开描述优于这些先前技术的改进。
发明内容
在一个实施例中，公开了一种用于治疗脊柱的方法。所述方法包括以下步骤：对患者解剖结构进行成像，以配准解剖图像数据并且对所述患者解剖结构进行位置跟踪；为至少一个骨紧固件选择植入策略；为所述患者解剖结构选择操纵策略；根据所述植入策略和所述操纵策略确定所述患者解剖结构的后矫正定向；对所述患者解剖结构的所述后矫正定向进行成像；根据所述植入策略将所述至少一个骨紧固件与所述患者解剖结构的椎骨组织接合；以及将第一植入物支撑件连接到所述至少一个骨紧固件，所述第一植入物支撑件包含适配器，所述适配器能够相对于所述第一植入物支撑件移动以可释放地接合手术器械以根据所述操纵策略牵引和/或压缩所述椎骨组织。在一些实施例中，公开了手术系统、器械、构造物和植入物。
在一个实施例中，用于治疗脊柱的方法包括以下步骤：将参考标记附接到所述患者解剖结构；对患者解剖结构进行成像，以配准解剖图像数据并且对所述患者解剖结构进行位置跟踪；为至少一个骨紧固件选择植入策略；为所述患者解剖结构选择操纵策略；根据所述植入策略和所述操纵策略确定所述患者解剖结构的后矫正定向；对所述患者解剖结构的所述后矫正定向进行成像；将所述至少一个骨紧固件与具有导航部件的手术驱动器连接，并且根据所述植入策略将所述至少一个骨紧固件与所述患者解剖结构的椎骨组织接合；通过所述至少一个骨紧固件将骨水泥(cement)注射到所述患者解剖结构的椎骨中；将第一植入物支撑件连接到所述至少一个骨紧固件，所述第一植入物支撑件包含适配器，所述适配器能够相对于所述第一植入物支撑件移动以可释放地接合手术器械以根据所述操纵策略牵引和/或压缩所述椎骨组织；以及根据所述操纵策略将所述患者解剖结构的实际矫正定向与所确定的后矫正定向进行比较。
在一个实施例中，提供了一种手术系统。所述手术系统包括至少一个植入物支撑件，所述植入物支撑件包含第一植入物支撑件，所述第一植入物支撑件可与第一紧固件的接收器接合，所述第一紧固件具有与椎骨组织固定在一起的轴。所述接收器包含至少一个突片延长器。所述轴包含近侧部分和闭合的远侧尖端。所述轴进一步包含可与第一皮层表面和第二皮层表面接合的外部表面。所述近侧部分包含限定纵向空腔的内部表面和与其连通的至少一个开窗。第一植入物支撑件包含可释放地与所述至少一个突片延长器接合的连接器。所述第一植入物支撑件进一步包含适配器。所述适配器的至少一部分可相对于第一植入物支撑件移动以可释放地接合手术器械以牵引和/或压缩椎骨组织。图像引导器相对于传感器定向，用于配准解剖图像数据并且对患者解剖结构进行位置跟踪。
附图说明
通过结合以下图式的具体描述，本公开将变得更显而易见，其中：
图1是根据本公开的原理的与椎骨一起安置的手术系统的一个实施例的部件的透视图；
图2是根据本公开的原理的与椎骨一起安置的手术系统的一个实施例的部件的透视图；
图3是根据本公开的原理的手术系统的一个实施例的与椎骨一起安置的部件的透视图；
图4和5是根据本公开的原理的示出方法和手术系统的实施例的代表性步骤的流程图；
图6是根据本公开的原理的与椎骨一起安置的手术系统的一个实施例的部件的透视图；
图7是根据本公开的原理的植入策略的一个实施例的平面视图；
图8和9是根据本公开的原理的示出脊柱植入物系统的一个实施例的部件的计算机的图形表示；
图10是根据本公开的原理的操纵策略的一个实施例的透视图；
图11是根据本公开的原理的操纵策略的一个实施例的侧视图；以及
图12是根据本公开的原理的操纵策略的一个实施例的侧视图。
具体实施方式
所公开的系统和相关使用方法的示例性实施例在用于治疗肌骨胳病症的医疗装置方面进行讨论，并且更具体地说，在用于矫正脊柱病症的手术系统和方法方面进行讨论。在一些实施例中，本发明的手术系统包含一个或多个手术器械，所述一个或多个手术器械允许椎骨操纵以治疗本文所描述的脊柱病症，用于管理脊柱前凸和/或脊柱后凸恢复。在一些实施例中，本发明的手术系统包含允许平行牵引和/或压缩椎骨组织的一个或多个手术器械。
在一些实施例中，本发明的手术系统可用于骨折复位。在一些实施例中，本发明的手术系统包含骨折复位系统，所述骨折复位系统采用手术导航和器械来提供测量能力。在一些实施例中，所述器械包含开窗骨螺钉，例如，骨水泥强化螺钉。在一些实施例中，骨折复位系统允许在韧带固定期间在例如安置在手术部位的螺钉头之类的植入物的水平处恢复角度，以便于更精确的减少创伤。在一些实施例中，骨折复位系统有利于爆裂骨折复位和/或畸形矫正程序。在一些实施例中，为了治疗爆裂骨折，骨折复位系统使用开窗骨螺钉，所述开窗骨螺钉包含矢状调节螺钉(SAS)、固定角度螺钉(FAS)和/或多轴向螺钉(MAS)以用于使用器械治疗肿瘤、创伤和/或变形性病症。
在一些实施例中，本发明的手术系统包含开窗螺钉的骨水泥输送系统，所述骨水泥输送系统在包含矫正程序的选定操纵策略之前和之后。在一些实施例中，本发明的手术系统包含多级经皮固定系统和其它特征，例如集成扩展和低轮廓配置。在一些实施例中，本发明的手术系统包含向一个或多个开窗螺钉输送骨水泥和/或其它材料的骨水泥输送系统，以实现各种预期特性，例如强度、刚度、弹性、顺应性、生物力学性能、耐久性和透射率或植入螺钉的成像偏好。在一些实施例中，本发明的手术系统包含允许测量和计算与植入螺钉相关联的螺钉位置、相对矫正和/或几何参数的测量能力。在一些实施例中，测量能力由计算机通过导航软件启用，以量化韧带固定或后凸矫正。在一些实施例中，本发明的手术系统包含在手术程序期间促进螺钉的导航的测量能力，这最小化了暴露于辐射或其它放射性扫描装置的情况。
在一些实施例中，本发明的手术系统可与骨折复位方法一起使用，所述骨折复位方法包含以下步骤：将导航参考标记与患者解剖结构连接；对患者解剖结构进行成像以配准解剖图像数据并且对患者解剖结构进行位置跟踪；植入具有驱动器的螺钉，所述驱动器具有附接导航部件；使用具有导航部件的驱动器对螺钉和椎骨进行成像，使得导航系统在计算机屏幕上投影和/或再现与椎骨一起安置的植入物的图像。所述图像可包含患者解剖结构的前矫正定向和后矫正定向。在一些实施例中，所述方法进一步包含以下步骤：为至少一个骨紧固件选择植入策略；在执行椎骨矫正或其它手术过程之前或之后，为患者解剖结构选择操纵策略；计算机基于椎骨前矫正的螺钉定向计算首选矫正；将牵引器附接到螺钉和/或采用其它手术器械，在工具通过开窗螺钉的情况下选择性地为骨折椎骨注射骨水泥；使用牵引器执行矫正；在椎骨后矫正的情况下对螺钉进行成像，对导航系统上的已计算矫正与实际校正进行比较和/或评估。
在一些实施例中，本发明的手术系统包含手术创伤器械。在一些实施例中，本发明的手术系统与矫正复杂脊柱畸形的方法一起使用。在一些实施例中，本发明的手术系统与治疗退行性脊柱病症的方法一起使用和/或与经椎间孔腰椎椎体间融合术一起使用。在一些实施例中，本发明的手术系统包括多个压缩器/牵引器，例如沿椎骨的侧面安置的两个牵引器，以执行韧带固定程序。在一些实施例中，本发明的手术系统包括用于治疗退行性脊柱病症的单个牵引器，例如，用于沿椎骨的被定向成用于减压和/或椎体间笼插入的侧面安置。
在一些实施例中，本发明的手术系统包含用于创伤性胸椎腰椎韧带固定术的经皮手术系统。在一些实施例中，本发明的手术系统包含一种手术系统，所述手术系统允许在韧带固定术期间在例如安置在手术部位的螺钉头之类的植入物的水平处恢复角度，以便于更精确地减少创伤。
在一些实施例中，本发明的手术系统包含与适配器连接的手术器械，所述适配器与上面附接有延长器突片的骨螺钉一起使用。在一些实施例中，本发明的手术系统包含植入物支撑件，所述植入物支撑件包含连接器和适配器。在一些实施例中，所述连接器包含被配置成用于与延长器连接的外部套管。在一些实施例中，连接器与延长器连接以插入植入物，例如脊柱杆。在一些实施例中，适配器包含臂，所述臂具有使连接器与压缩器/牵开器连接的枢转铰链。在一些实施例中，枢转铰链允许部件的移动以为手术间成像提供手术部位可视性。在一些实施例中，压缩器/牵引器用于平行牵引。在一些实施例中，手术器械包含具有可逆棘轮的压缩器/牵引器，所述可逆棘轮具有中立的可自由移动的位置。在一些实施例中，本发明的手术系统与经皮植入骨紧固件的程序一起使用。
在一些实施例中，本发明的手术系统包含被配置成压缩或牵引并且恢复脊柱的弯曲的手术器械。在一些实施例中，本发明的手术系统包含用于矫正矢状畸形和重新平衡身体的脊柱的器械和工具。在一些实施例中，本发明的手术系统用于治疗矢状平面中脊柱的退行性畸形，例如退行性脊柱后凸。在一些实施例中，本发明的手术系统用于治疗过度脊柱后凸、扁平腰背，包含导致身体不平衡以及身体部位之间失准的病症。在一些实施例中，本发明的手术系统提供选定量的矫正以将选定平衡应用于脊柱并且提供对矫正量的控制和调节。在一些实施例中，本发明的手术系统包含一系列工具和器械，其允许调配所应用的矫正类型，并且可使用后部器械来控制矫正稳定性。
在一些实施例中，手术系统的部件中的一个或所有是与脊柱构造物一起使用的一次性的、剥离包装的、预包装的无菌装置。手术系统的一个或所有部件可以是可重复使用的。手术系统可被配置成具有多种尺寸和配置的部件的套件。
在一些实施例中，本公开可用于治疗脊柱病症，例如退变性椎间盘疾病、椎间盘突出症、骨质疏松症、椎骨前移、狭窄、脊柱侧凸、脊柱后凸和其它弯曲异常、肿瘤和骨折。在一些实施例中，本公开可与其它骨骼和骨相关应用一起使用，所述应用包含与诊断和治疗相关的那些应用。在一些实施例中，所公开的手术系统和方法可替代地用于患者处于俯卧位或仰卧位的手术治疗中，和/或采用各种手术方法到达脊柱，包含后部和/或后部中线和其它身体区域。本公开还可替代地与用于治疗脊柱的腰部、颈部、胸部、骶骨和骨盆区域的手术一起使用。本公开的系统和方法还可用于动物、骨模型和其它非生物基质，例如在训练、测试和演示中。
通过参考以下结合形成本公开的一部分的附图的实施例的详细描述，可更容易地理解本公开。应当理解，本申请不限于本文描述和/或示出的特定装置、方法、条件或参数，并且本文使用的术语仅出于通过实例描述特定实施例的目的，而不是为了限制。在一些实施例中，如说明书且包含所附权利要求中所使用，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“所述”包含复数，并且除非语境明确规定，否则对特定数值的引用包含至少所述特定值。范围在本文中可被表达为从“约”或“大约”一个特定值和/或到“约”或“大约”另一个特定值。在表达此范围时，另一个实施例包含从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，在通过使用先行词“约”将值表达为近似值时，应理解，所述特定值形成另一个实施例。还应理解，所有空间参考，例如水平、竖直、顶部、上部、下部、底部、左和右，仅用于说明目的，并且可在本公开的范围内变化。例如，参考“上部”和“下部”是相对的，并且仅用于上下文中，并且不必为“较高”和“较低”。
如说明书且包含所附权利要求书中所使用，疾病或病况的“治疗(treating/treatment)”是指执行一手术，所述手术可包含向患者(正常的或非正常的人类或其它哺乳动物)给药一种或多种药物、使用可植入装置和/或使用治疗疾病的器械(例如用于去除凸出部分或患疝气椎间盘和/或骨刺的显微椎间盘切除术器械)，以致力于缓解疾病或病况的病征或症状。缓解可能在出现疾病或病况的病征或症状之前以及出现之后发生。因此，治疗包含防止疾病或不良病况(例如，在可能易患所述疾病但尚未诊断患有所述疾病的患者中防止所述疾病发生)。此外，治疗不需要完全缓解病征或症状，不需要治愈，并且特别包含对患者仅有边际效应的手术。治疗可包含抑制疾病，例如遏制其发展，或缓解疾病，例如造成病退。例如，治疗可包含减少急性或慢性炎症；缓解疼痛，缓和并诱导新韧带、骨和其它组织的再生长；作为手术的辅助手段；和/或任何修复手术。此外，如在本说明书中所使用并且包含所附权利要求书，术语“组织”包含软组织、韧带、肌腱、软骨和/或骨，除非另有特别说明。
以下讨论包含手术系统和采用根据本公开原理的手术系统的相关方法的描述。公开替代实施例。参考在附图中示出的本公开的示例性实施例。转到图1-3，示出了手术系统10的部件。
手术系统10的部件可以由适合于医疗应用的生物可接受的材料制造，所述材料包含金属、合成聚合物、陶瓷和骨材料和/或其复合材料。例如，手术系统10的部件(单独地或共同地)可由如以下的材料制成：不锈钢合金、商业纯钛、钛合金、5级钛、超弹性钛合金、钴铬合金、超弹性金属合金(例如镍钛诺、超弹性塑料金属)、陶瓷及其复合材料(如磷酸钙(例如SKELITETM))、热塑性塑料(如包含聚醚醚酮(PAEK)、聚醚酮酮(PEKK)和聚醚酮(PEK)的聚芳醚酮(PAEK))、碳PEEK复合材料、PEEK-BaSO4聚合橡胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、织物、硅酮、聚氨酯、硅酮-聚氨酯共聚物、聚合物橡胶、聚烯烃橡胶、水凝胶、半刚性和刚性材料、弹性体、橡胶、热塑性弹性体、热固性弹性体、弹性体复合材料、包含聚苯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚乙烯、环氧树脂的刚性聚合物、包含自体移植物、同种异体移植物、异种移植物或转基因皮质骨和/或皮质松质骨以及组织生长或分化因子的骨材料、部分可再吸收的材料(例如金属和钙基陶瓷的复合材料、聚醚醚酮和钙基陶瓷的复合材料、聚醚醚酮与可再吸收聚合物的复合材料)、完全可再吸收的材料(例如钙基陶瓷，如磷酸钙、三磷酸钙(TCP)、羟基磷灰石(HA)-TCP、硫酸钙)或其它可再吸收的聚合物(例如聚腺苷酸、聚乙交酯、聚酪氨酸碳酸盐、聚丙交酯及其组合)。
手术系统10的各个部件可具有包含上述材料的复合材料，以实现各种期望特性，例如强度、刚性、弹性、顺应性、生物力学性能、耐久性和射线可透性或成像偏好。手术系统10的部件单独地或共同地也可由异质材料(如上述材料中两种或更多种的组合)制成。如本文所述，手术系统10的部件可整体形成，整体连接或包含紧固元件和/或器械。
例如，手术系统10与微创手术一起使用，包含经皮技术、微开放和开放手术技术，以在患者体内的手术部位递送和引入脊柱构造物的器械和/或部件，例如脊柱的一部分。在一些实施例中，手术系统10的部件中的一个或多个被配置成与附接于椎骨的脊柱构造物接合，以操纵组织和/或矫正脊柱病症(例如矢状畸形)，如本文所述。在一些实施例中，手术系统10可与手术程序(例如椎体切除术、椎间盘切除术和/或骨折/创伤治疗)一起使用，并且可包含使用植入物来恢复椎骨的机械支撑功能的融合和/或固定。
手术系统10包含类似于植入物支撑件14的手术器械，例如植入物支撑件14和植入物支撑件14a，如图2所示。植入物支撑件14、14a各自可与具有接收器18和螺钉轴20的骨紧固件16连接，如图1-3所示。螺钉轴20与组织一起固定。接收器18可与植入物支撑件14连接以可释放地接合手术器械，例如压缩器/牵引器300以牵引和/或压缩组织。
收纳器18包含一对间隔开的限定植入物空腔的臂30、32，所述植入物空腔被配置成用于安置脊柱构造物的部件，例如，脊柱杆(未示出)。接收器18包含内部表面，所述内部表面具有与臂30、32一起安置的螺纹形式。螺钉轴20被配置成穿透患者的组织，例如，骨头。
臂30包含易折断地连接到臂30的脱离突片34，使得相对于臂30对突片34的操纵可以预定力和/或扭矩极限使突片34断裂并将所述突片与臂30分离。如本文所描述，臂32包含易折断地连接到臂32的脱离突片36，使得相对于臂32对突片36的操纵可以预定力和/或扭矩极限使突片36断裂并将所述突片与臂32分离。在一些实施例中，例如，随着将力和/或扭矩施加到突片34、36并且阻力增加，接近预定扭矩和力极限。
植入物支撑件14包含可与骨紧固件16连接的延长器突片40、42，如图1所示。每个延长器突片40、42在近侧端44与远侧端46之间延伸。远侧端46被配置成用于可滑动地安置骨紧固件16的一部分，例如，突片34、36。在一些实施例中，如本文所描述，突片34、36被配置成将延长器突片40、42与骨紧固件16可释放地固定以用于与植入物支撑件14连接。在一些实施例中，骨紧固件16包含至少一个延长器突片。对于没有突片34、36的实施例，延长器突片40、42可直接连接到臂30、32。
在一些实施例中，如本文所描述，通过操纵植入物支撑件14、14a，植入物支撑件14、14a的连接有助于矫正椎骨的椎骨角度，例如，以实现选定的脊柱前凸和/或脊柱后凸。在一些实施例中，如本文所描述，植入物支撑件14、14a与压缩器/牵引器300连接以在牵引和/或压缩期间维持已矫正的椎骨角。在一些实施例中，压缩器/牵引器直接连接到延长器(顶部加载)和螺钉，使得系统提供直接控制韧带固定/脊柱后凸矫正，并且以减小的轮廓提供。在一些实施例中，本发明的手术系统还提供连接植入物、植入物支撑件和其它齿条和脊柱前凸模块组件的人体工程学器械。在一些实施例中，本发明的手术系统被配置成用于切口和/或小切口方法，并且被配置成预组装的单块顶部装载。在一些实施例中，手术系统包含促进压缩/牵引的成角模块。在一些实施例中，成角模块被配置成与延长器40、42连接。例如，成角模块可在图3所示的压缩过程中将延长器移动到一起。在一些实施例中，成角模块与至少一个植入物支撑件14是一体的。
在组装、操作和使用中，类似于本文所描述的系统和方法的手术系统10与手术程序一起使用，用于治疗患者的脊柱，包含椎骨V。手术系统10也可与手术程序一起使用，例如椎间盘切除术、椎板切除术、融合术、椎板切开术、椎板切除术、神经根回缩术、孔切开术、面部切除术、减压术、脊柱核或椎间盘置换术以及骨移植术和包含板、杆和骨接合紧固件的植入式假体。
在各种实施例中，如图4-12中的示例所示，类似于本文所描述的系统和方法的脊柱植入物系统10结合本文所描述的一个或多个手术程序使用。最初，将脊柱植入物系统10与用于治疗脊柱的方法一起使用，所述方法包含准备和/或术前程序400，如图4所示。手术方法500，如图5所示，包含使用部件和/或手术器械来输送脊柱植入物系统10的部件，例如驱动器、延长器、减速器、扩张器、牵引器、刀片、夹具、镊子、升降机和钻子，其中任何一个的尺寸和大小可以交替变化，并且其中任何一个都可以作为套件进行布置。
在准备和/或术前程序400中，步骤402包含将3D参考标记600附接到患者，如图6所示。手术导航系统216可以看到标记600，如图8和9所示。标记600用于在成角、牵引和/或旋转期间获得冠状、头侧和/或尾侧空间中的骨紧固件16的图像。在一些实施例中，标记600可在多个椎骨水平上与两个或多个骨紧固件16一起使用。例如，在操纵椎骨区段之前，机器可以将骨紧固件16覆盖到椎骨V上。
步骤404包含对椎骨V进行成像，以配准解剖图像数据并且对椎骨V进行位置跟踪，例如，CT扫描或MRI扫描。在一些实施例中，图像包含拍摄患者解剖结构的C臂图像。对图像进行校准，从而产生选定椎骨的三维图像。在一些实施例中，从不同角度(例如，0、45和90度)拍摄荧光检查图像。在一些实施例中，拍摄多个C臂图像。例如，步骤404可包含通过对选定椎骨V执行三维扫描来对椎骨V进行成像。在一些实施例中，步骤404包含在手术室中使用
成像装置，以在手术中和/或手术500前获得患者解剖结构的三维图像，以进行校准和配准。
在配准过程期间，将来自步骤404的三维扫描传送到控制单元。例如，参见第8，571，638号美国专利中描述的配准系统和方法，其全部内容特此以引用的方式并入本文中。将来自步骤404的C形臂图像传送到控制单元。针对患者解剖结构配准产生选定椎骨V的伪三维图像，图8。例如，在前矫正时，第一骨紧固件16相对于第二骨紧固件16之间的相对角度约为51度，并且距离约为41mm。
在步骤406中，外科医生审查在步骤404中捕获的三维图像，并且根据三维扫描制定和选择植入策略。
步骤406包含为骨紧固件16选择植入策略。例如，步骤406包含选择多个钉道，例如，用于定位和接合椎骨V的骨紧固件16的钉道T1、T2、T3和T4，如图7所示。在一些实施例中，步骤406使用包含解剖结构识别和椎骨分割算法的术前分析软件，用于基于患者图像的手术可视化，这有助于制定包含植入物和钉道放置规划的植入策略。
步骤408包含为骨紧固件16选择操纵策略。步骤408包含形成策略，用于以相对于第二骨紧固件16的选定角定向操纵第一骨紧固件16，以对椎骨V1、V2的椎骨组织进行减压。
步骤410包含根据来自步骤406的植入策略和来自步骤408的操纵策略来确定椎骨V1、V2的后矫正定向。在各种实施例中，步骤410包含使用具有处理器的专门配置的计算系统来计算或以其它方式确定后矫正定向。在各种实施例中，通过专门配置的计算装置(例如，执行为本目的定制的软件的处理器)来完成后矫正定向的计算。
步骤412包含对计算出的后矫正定向进行成像，如图9所示。例如，计算出的后矫正将操纵骨紧固件16，使得第一骨紧固件16相对于第二骨紧固件16之间的相对角度约为7度，并且距离约为27mm。
在预期的实施例中，本文所描述的方法的任何步骤都可以由专门配置的计算系统执行，所述计算系统例如为本目的而定制的执行存储在有形的、非暂时的、计算机可读的存储装置上的指令的处理器。
在手术500期间，步骤502包含根据步骤406中制定的植入策略，沿着钉道T1、T2、T3和T4(例如，参见图7)，将骨紧固件16与椎骨V1、V2(例如，参见图8和9)接合。骨紧固件16与例如包含导航部件258的驱动器218之类的手术器械连接，如图10所示。导航部件258基于实际矫正定向产生表示每个骨紧固件16相对于椎骨V1、V3的位置的信号。
导航部件258传送信号并且与导航系统216的计算机264的处理器通信，如图10所示。在各种实施例中，导航部件258包含发射器阵列。发射器阵列被配置成产生到手术导航系统16的传感器阵列260的信号。在一些实施例中，发射器阵列262产生的信号表示骨紧固件16相对于驱动器218和相对于组织，例如骨的位置。在一些实施例中，由发射器阵列262产生的信号表示骨紧固件16相对于组织的三维位置。
在一些实施例中，传感器阵列260从发射器阵列262接收信号，以提供骨紧固件16相对于驱动器218和/或组织的三维空间位置和/或钉道。发射器阵列262与导航系统216的计算机264的处理器通信，以产生用于在监测器266上显示图像的数据。在一些实施例中，传感器阵列260从发射器阵列262接收信号，以提供骨紧固件16相对于驱动器218和/或组织的位置的视觉表示。参见，例如，如美国专利第6,021,343号、第6,725,080号、第6,796,988号中所描述的类似的手术导航部件和其用途，这些参考文献中的每一个的全部内容都通过引用并入本文。
手术导航系统216被配置为用于获取和显示医学成像，例如，适合于给定手术程序的x射线图像。在一些实施例中，收集预先获取的患者的图像。在一些实施例中，手术导航系统216可以包含由在美国科罗拉多州路易斯维尔(Louisville,Colo.,USA)具有营业地的美敦力导航公司(Medtronic Navigation,Inc.)销售的O形臂
成像装置268。成像装置68可以具有包围图像捕获部分270的大体上呈环形的台架外壳。
在一些实施例中，图像捕获部分270包含x射线源或发射部分和x射线接收或其它图像接收部分，所述x射线源或发射部分和x射线接收或其它图像接收部分大体上位于或实际上可能彼此成180度，并且安装在相对于图像捕获部分270的轨道的转子(未详细示出)上。图像捕获部分270可用于在图像获取期间旋转360度。图像捕获部分270可以绕中心点和/或轴线旋转，从而允许从多个方向或在多个平面中获得患者的图像数据。手术导航系统216可以包含第8,842,893号、第7,188,998号、第7,108,421号、第7,106,825号、第7,001,045号和第6,940,941号美国专利中所公开的那些手术导航系统；这些参考文献中的每一个的全部内容以引用的方式并入本文中。
所拍摄的图像，例如荧光检查图像，被发送到计算机264，所述计算机可进一步将所述图像转发到计算机276。可以使用无线或有线的任何信道来执行图像传送，例如通过标准视频连接或包含有线和无线的数字链路。在各种实施例中，计算机276提供通过监测器266显示以及保存数字操控或印刷所接收的图像的硬拷贝的能力。在一些实施例中，图像还可通过平视显示器显示给外科医生。在预期的实施例中，此处使用一台计算机而不是两台计算机264、276。
在一些实施例中，如图11和12所示，在步骤504中，例如骨水泥输送装置590之类的手术器械与骨紧固件16连接以通过骨紧固件16将骨水泥注射到椎骨V1、V2中。在一些实施例中，骨紧固件16包含开窗骨紧固件160，如图11和12所示。在一些实施例中，骨紧固件600包含轴602，所述轴包含近侧部分和闭合的远侧尖端603。轴602包含可与骨的第一皮层表面和第二皮层表面接合的外部表面。近侧部分包含限定纵向空腔606的内部表面604。轴602包含至少一个开口，例如，与空腔606连通的开窗608，用于将骨水泥分散到椎骨V中。在一些实施例中，骨紧固件16包含矢状可调节螺钉。骨紧固件16可以任何方式与第16/047,590号美国专利中描述的那些相似，所述美国专利的全部内容并入本文。
在步骤506中，植入物支撑件14、14a与骨紧固件16连接。例如，植入物支撑件14、14a与延长器40、42连接，如本文所描述。
在步骤508中，如本文所描述，压缩器/牵引器300安装有适配器100，以允许通过椎骨V1、V2的牵引和/或压缩进行操纵，以基于在步骤408中开发的操纵策略进行实际矫正。
步骤510包含将来自步骤508的椎骨V1、V2的实际矫正与步骤410和412中确定的后矫正进行比较。
在一些实施例中，在步骤512中，如本文所描述，骨水泥输送装置590与骨紧固件160连接，以通过骨紧固件160将骨水泥注射到椎骨V1、V2的椎骨间隙S中。
在完成一个或多个手术程序后，移除脊柱植入物系统10的手术器械和非植入部件，并且闭合切口。脊柱植入物系统10的部件中的一个或多个可由例如聚合物的射线可透材料制成。在一些实施例中，脊柱植入物系统10包含试剂，所述试剂可安置、封装、涂布或分层于脊柱植入物系统10的部件和/或表面之内、之上或周围。在一些实施例中，试剂可以包含骨生长促进材料，例如骨移植物(bone graft)，以增强固定元件与椎骨的固定。在一些实施例中，所述药剂可以是HA涂层。在一些实施例中，试剂可包含一种或多种治疗剂和/或药理学试剂以供释放，包含持续释放，以治疗例如疼痛、炎症和退化。
应理解，可对本文公开的实施例进行各种修改。因此，以上描述不应被解释为限制性的，而仅仅是作为各种实施例的范例。本领域的技术人员可在其所附权利要求的范围和精神范围内设想其它修改。
Claims (20)
1.一种用于治疗脊柱的方法，其包括：
对患者解剖结构进行成像，以配准解剖图像数据并且对所述患者解剖结构进行位置跟踪；
确定至少一个骨紧固件的植入策略；
基于所述患者解剖结构和所述植入策略确定操纵策略；
根据所述植入策略和所述操纵策略确定所述患者解剖结构的后矫正定向；
对所述患者解剖结构的所述后矫正定向进行成像；
根据所述植入策略将所述骨紧固件接合到所述患者解剖结构的椎骨组织；以及
将第一植入物支撑件连接到所述骨紧固件，所述第一植入物支撑件包含适配器，所述适配器能够相对于所述第一植入物支撑件移动以可释放地接合手术器械以根据所述操纵策略牵引和/或压缩所述椎骨组织。
2.根据权利要求1所述的方法，其中对所述患者解剖结构进行成像包含对所述患者解剖结构的选定椎骨执行三维扫描。
3.根据权利要求1所述的方法，其中选择所述植入策略包含为将螺钉轴连接到所述椎骨组织的所述骨紧固件的所述螺钉轴选择螺钉钉道。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个骨紧固件包含多个椎弓根螺钉，并且所述植入策略包含用于将所述螺钉与所述患者解剖结构的第一椎骨和第二椎骨一起定位的对应多个相应螺钉钉道。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述操纵策略包含相对于第二骨螺钉以选定距离操作第一骨螺钉。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个骨紧固件包含与所述患者解剖结构的第一椎骨一起安置的第一骨螺钉和与所述患者解剖结构的第二椎骨一起安置的第二骨螺钉，并且所述操纵策略包含相对于所述第二骨螺钉以选定角定向操作所述第一骨螺钉。
7.根据权利要求1所述的方法，其中确定后矫正定向包含根据所述植入策略和所述操纵策略使用处理器计算所述后矫正定向。
8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述患者解剖结构的实际矫正定向、所述操纵策略与所确定的后矫正定向进行比较。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述骨紧固件与手术驱动器连接，并且所述比较包含所述手术驱动器的导航部件产生表示所述骨紧固件的位置的信号。
10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括通过所述骨紧固件将骨水泥注射到所述患者解剖结构的椎骨中的步骤。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述骨紧固件包含开窗螺钉。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述骨紧固件包含矢状可调节螺钉。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述骨紧固件与手术驱动器连接，并且所述接合包含所述手术驱动器的导航部件产生表示所述骨紧固件的位置的信号。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述手术器械包含第一构件和能够相对于所述第一构件移动的第二构件，所述手术器械进一步包含防止所述第二构件在第一方向和第二方向上相对于所述第一构件移动的棘轮。
15.根据权利要求1所述的方法，其中在对所述患者解剖结构进行成像之前，将参考标记附接到所述患者解剖结构。
16.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括操纵所述患者解剖结构以对所述椎骨组织进行减压。
17.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括通过计算机屏幕显示骨紧固件的所述后矫正定向。
18.一种用于治疗脊柱的方法，所述方法包括以下步骤：
将参考标记附接到所述患者解剖结构；
对患者解剖结构进行成像，以配准解剖图像数据并且对所述患者解剖结构进行位置跟踪；
确定至少一个骨紧固件的植入策略；
基于所述患者解剖结构和所述植入策略确定所述患者解剖结构的操纵策略；
根据所述植入策略和所述操纵策略确定所述患者解剖结构的后矫正定向；
对所述骨紧固件的所述后矫正定向进行成像；
将所述至少一个骨紧固件与具有导航部件的手术驱动器连接，并且根据所述植入策略将所述至少一个骨紧固件与所述患者解剖结构的椎骨组织接合；
通过所述至少一个骨紧固件将骨水泥注射到所述患者解剖结构的椎骨中；
将第一植入物支撑件连接到所述至少一个骨紧固件，所述第一植入物支撑件包含适配器，所述适配器能够相对于所述第一植入物支撑件移动以可释放地接合手术器械以根据所述操纵策略牵引和/或压缩所述椎骨组织；以及
根据所述操纵策略将所述患者解剖结构的实际矫正定向与所确定的后矫正定向进行比较。
19.一种系统，其包括：
有形存储装置，其包括计算机可读指令；
图像引导器，其相对于传感器定向以配准解剖图像数据并且对所述患者解剖结构进行位置跟踪；以及
处理器，其在所述系统的操作中执行所述指令以：
对患者解剖结构进行成像，以配准解剖图像数据并且对所述患者解剖结构进行位置跟踪；
确定至少一个骨紧固件的植入策略；
基于所述患者解剖结构和所述植入策略以及连接到植入物支撑件的骨紧固件的操纵策略来确定；
根据所述植入策略和所述操纵策略确定所述患者解剖结构的后矫正定向；并且
对所述患者解剖结构的所述后矫正定向进行成像。
20.根据权利要求19所述的脊柱植入物系统，其进一步包括跟踪装置，所述跟踪装置包含传感器，所述传感器接收信号并且与所述处理器通信以产生用于显示来自监测器的图像的数据，所述图像表示所述图像引导器相对于组织的位置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20211126 |