CN119403505A - 用于治疗具有不均匀椎弓根的椎骨节段的外科手术系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于调节脊柱的节段的外科手术系统(100)包括：齿条臂(29)，该齿条臂在纵向方向上从第一端部(29A)延伸到第二端部(29B)；和滑动主体部分(30)，该滑动主体部分包括可选择性地与齿条臂的花键部分(29S)接合的棘轮机构(31)。该系统可包括第一致动器(32)，该第一致动器用于在纵向方向上沿着齿条臂平移滑动主体。该系统可包括第一连接塔和第二连接塔(10)，该第一连接塔和该第二连接塔分别沿着第一轴线和第二轴线延伸，该第一轴线和该第二轴线各自横向于纵向方向。该系统还可包括第二致动器(40)，该第二致动器包括用于沿着第一轴线调节第一连接塔的螺纹螺钉。在一些实施方案中，第二致动器被配置为在矢状平面中升高和降低第一连接塔。

Description

用于治疗具有不均匀椎弓根的椎骨节段的外科手术系统和 方法

相关申请的交叉引用

本申请并入2019年8月19日提交的名称为“外科手术系统(SURGICAL SYSTEM)”的美国专利申请16/487,057号。

技术领域

本公开整体涉及用于治疗脊柱病症的医疗装置。各种实施方案可包括一种用于矫正与具有不均匀椎弓根的椎骨节段相关的脊柱病症的外科手术系统和方法。

背景技术

脊柱病症(诸如退行性椎间盘疾病、椎间盘突出、骨质疏松、腰椎滑脱、狭窄、脊柱侧凸和其他弯曲异常、脊柱后凸、肿瘤和骨折)可能由包括创伤、疾病以及由损伤和衰老引起的退行性病况的因素引起。脊柱病症通常会导致包括疼痛、神经损伤和部分或完全丧失活动能力的症状。

非外科手术治疗(诸如药物、康复和锻炼等)可能有效，但可能无法缓解与这些病症相关的症状。这些脊柱病症的外科手术治疗包括矫正、韧带松解术、椎体次全切除术、椎间盘切除术、椎板切除术、融合术、固定术和可植入假体。用于椎骨定位和对准的矫正治疗可采用脊柱植入物(包括脊柱构造物和椎间装置)用于稳定脊柱的治疗区段。在一些情况下，可用外科手术器械操纵脊柱植入物来对椎骨进行压缩和牵引。本公开描述了对这些现有技术的改进。

发明内容

本公开的技术整体涉及一种用于治疗人类脊柱的系统和方法。

在第一方面，本公开涉及一种用于调节脊柱的节段的外科手术系统。例如，该系统可包括：齿条臂，该齿条臂在纵向方向上从第一端部延伸到第二端部；和滑动主体部分，该滑动主体部分包括能够选择性地与该齿条臂的花键部分接合的棘轮机构。例如，该系统可包括第一致动器，该第一致动器用于在该纵向方向上沿着该齿条臂平移该滑动主体。例如，该系统可包括第一连接塔和第二连接塔，该第一连接塔和该第二连接塔分别沿着第一轴线和第二轴线延伸，该第一轴线和该第二轴线各自横向于该纵向方向。例如，该系统还可包括第二致动器，该第二致动器包括用于沿着第一轴线调节该第一连接塔的螺纹螺钉。在一些实施方案中，例如，该第二致动器被配置为在矢状平面中升高和降低该第一连接塔。

在第二方面，本公开涉及一种用于调节脊柱的节段的外科手术系统。例如，该系统可包括棘轮，该棘轮具有在纵向方向上延伸的齿条臂和能够在该纵向方向上沿着该齿条臂的长度移动的滑动主体部分。在一些实施方案中，例如，该滑动主体部分可包括能够与该齿条臂接合的棘爪。例如，该系统还可包括调节机构，该调节机构具有螺纹致动器。例如，该系统还可包括第一成角组件，该第一成角组件联接到该调节机构；和第二成角组件，该第二成角组件联接到该滑动主体部分。例如，该系统还可包括第一连接塔，该第一连接塔被配置为联接到第一骨紧固件，并且该第一连接塔可沿着横向于该纵向方向的第一轴线延伸并且枢转地联接到该第一成角组件。例如，该系统还可包括第二连接塔，该第二连接塔被配置为联接到第二骨紧固件的，并且该第二连接塔可沿着横向于该纵向方向的第二轴线延伸并且能够枢转地联接到该滑动主体部分。在各种实施方案中，例如，该螺纹致动器被配置为使该第一连接塔相对于该齿条臂在矢状平面中平移。

在第三方面，例如，本公开涉及一种用于调节脊柱的节段的方法。该方法可包括接收外科手术系统的步骤。例如，该系统包括齿条臂，该齿条臂在纵向方向上从第一端部延伸到第二端部，该齿条臂包括花键部分。例如，该系统还可包括滑动主体部分，该滑动主体部分包括棘轮机构，该棘轮机构具有第一致动器和能够选择性地与该齿条臂的该花键部分接合的棘爪。例如，在各种实施方案中，该第一致动器包括与该花键部分啮合的可旋转齿轮，以用于沿着该齿条臂在该纵向方向上平移该滑动主体。例如，该系统还可包括第一连接塔，该第一连接塔沿着横向于该纵向方向的第一轴线延伸并且联接到该齿条臂；和第二连接塔，该第二连接塔沿着横向于该纵向方向的第二轴线延伸并且联接到该滑动主体部分。例如，该系统还可包括第二致动器，该第二致动器包括用于沿着该第一轴线调节该第一连接塔的螺纹螺钉。例如，该方法还可包括：将第一骨紧固件系统植入第一椎骨中；以及在第二椎骨中植入第二骨紧固件系统的步骤。例如，该方法还可包括：将该第一连接塔附接至该第一紧固系统；以及将该第二连接塔附接至该第二骨紧固件系统的步骤。该方法还可包括：通过调节该第二致动器来操纵该第一椎骨，从而在矢状平面中移动该第一椎骨的步骤。

本公开的一个或多个方面的细节在以下附图和说明书中阐述。根据说明书和附图以及权利要求，本公开中描述的技术的其他特征、目的和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是外科手术系统的第一前透视图。

图2是外科手术系统的第二前透视图。

图3是外科手术系统的后透视图。

图4是外科手术系统的分解零件视图。

图5是调节机构的透视图。

图6是调节机构的分解零件视图。

图7是用于治疗脊柱的第一外科手术系统和第二外科手术系统的第一透视图。

图8是用于治疗脊柱的第一外科手术系统和第二外科手术系统的第二透视图。

图9是用于治疗脊柱的第一外科手术系统和第二外科手术系统的第三透视图。

图10是用于治疗脊柱的多个外科手术系统的第一透视图。

图11是用于治疗脊柱的多个外科手术系统的第二透视图。

图12是说明与人体相关的各种平面和方向的参考示图。

具体实施方式

根据用于治疗肌肉骨骼病症的医疗装置，并且更具体地，例如，根据用于矫正脊柱病症的外科手术系统和方法，讨论本文所公开的系统和相关使用方法的示例性实施方案。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统包括外科手术器械，该外科手术器械允许椎骨操纵以治疗如本文所述的脊柱病症，用于管理脊柱前凸和/或脊柱后凸恢复。在各种实施方案中，外科手术器械允许椎骨组织的平行牵引和/或压缩。在各种实施方案中，例如，外科手术器械允许调节在矢状平面中具有不均匀椎弓根的椎骨体。

在各种实施方案中，本发明的外科手术系统可与用于矫正复杂脊柱畸形的方法一起使用。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统可与用于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间融合规程一起采用。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统被配置用于与矢状调节螺钉(SAS)、固定轴螺钉(FAS)和/或多轴螺钉(MAS)一起使用。在各种实施方案中，例如，本发明的外科手术系统包括多个牵引器(诸如例如，沿着椎骨的侧面设置的至少一个牵引器)，以执行用于治疗脊柱病症(诸如腰椎滑脱)的方法。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统包括多个牵引器以治疗退行性脊柱病症，例如，用于沿着椎骨的侧面布置，该椎骨的侧面被取向用于牵引、压缩和调节整矢状平面和/或冠状平面中的椎骨之间的间隔和/或倾斜角。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统包括微测量牵引器和/或压缩器，以促进角度减小。例如，各种实施方案可提供多达+/-36角度的脊柱前凸和/或脊柱后凸恢复。

在各种实施方案中，本发明的外科手术系统包括与适配器连接的外科手术器械，该适配器与FAS一起使用。在各种实施方案中，外科手术系统包括成角模块，该成角模块被配置为与适配器连接并且包括用于与延伸器连接的臂。在各种实施方案中，成角模块被配置用于延伸器在+/-20度的范围内的单独成角。在各种实施方案中，压缩器/牵引器可用于平行牵引。在各种实施方案中，外科手术器械包括压缩器/牵引器，该压缩器/牵引器具有可逆棘轮，该可逆棘轮具有中间、可自由移动的位置。

在各种实施方案中，适配器与外科手术方法一起采用，该外科手术方法包括将适配器插入外科手术部位的步骤和沿着延伸器滑动套筒的步骤。在各种实施方案中，该方法包括将套筒固定到延伸器的步骤。在各种实施方案中，该方法包括将压缩器/牵引器与适配器连接的步骤。在各种实施方案中，该方法包括将成角模块与适配器、压缩器/牵引器和延伸器连接的步骤。在各种实施方案中，该方法包括利用锁定元件固定成角模块、压缩器/牵引器和适配器的步骤。在各种实施方案中，该方法包括牵引和/或压缩后韧带的步骤。在各种实施方案中，该方法包括致动与压缩器/牵引器一起设置的齿条和小齿轮机构以促进牵引或压缩的步骤。在各种实施方案中，该方法包括利用成角模块矫正椎骨角度的步骤。在各种实施方案中，该方法包括使用成角模块手动矫正椎骨以操纵延伸器的步骤，例如通过枢转延伸器。在各种实施方案中，该方法包括在利用压缩器/牵引器进行压缩或牵引期间利用成角模块以相对于压缩器/牵引器保持或固定矫正的椎骨角度的步骤。

在各种实施方案中，本发明的外科手术系统包括与适配器连接的外科手术器械，该适配器与SAS一起使用。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统与外科手术技术一起采用以用于植入脊柱植入物(诸如例如，脊柱杆和固定螺钉)。在各种实施方案中，可经皮植入脊柱杆和固定螺钉。在各种实施方案中，可相对于螺钉头缩短脊柱杆。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统与外科手术技术一起采用以用于释放螺钉头移动性。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统与外科手术技术一起采用以用于释放在脊柱杆复位期间施加的压力。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统与外科手术技术一起采用以用于牵引后韧带。在各种实施方案中，外科手术系统包括手动小翼或T25驱动器，该T25驱动器接合压缩器/牵引器以用于执行椎骨的压缩或牵引。

在各种实施方案中，本发明的外科手术系统包括被配置为压缩或牵引和恢复脊柱弯曲的外科手术器械。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统包括用于矫正矢状畸形和重新平衡身体脊柱的器械和工具。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统用于治疗矢状平面中的脊柱的退行性畸形，例如腰椎滑脱和/或退行性脊柱后凸。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统用于治疗脊柱后凸过度、平坦腰背部，包括造成身体失衡和身体部分之间失去对准的病症。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统可用于通过选择性地调节在冠状畸形的相对侧处的压缩和/或牵引侧来减少冠状平面中的脊柱侧凸。此外，在冠状复位期间，可分段地对选定椎骨进行去旋转。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统提供选定矫正量，以将选定平衡应用于脊柱，并以受控的增量提供对矫正量的控制和调节。在各种实施方案中，本发明的外科手术系统包括一系列工具和器械，这些工具和器械允许制定所应用的矫正类型，并且可使用后部器械控制矫正稳定性。

在各种实施方案中，外科手术系统的一个或所有部件是与脊柱构造物一起使用的一次性、剥离型包装、预包装无菌装置。外科手术系统的一个或所有部件可重复使用。外科手术系统可被配置为具有多种尺寸和配置的套件。

在各种实施方案中，本公开可用于治疗脊柱病症，诸如例如，退行性椎间盘疾病、椎间盘突出、骨质疏松、腰椎滑脱、狭窄症、脊柱侧凸和其他弯曲异常、脊柱后凸、肿瘤和骨折。在各种实施方案中，本公开可与用于其他骨骼和骨相关应用(包括与诊断和治疗相关联的应用)一起采用。在各种实施方案中，所公开的外科手术系统和方法另选地用于对处于俯卧或仰卧位置的患者进行外科手术治疗，和/或采用各种外科手术方法到达脊柱，包括后部和/或后部中线和其他身体区域。本公开也可另选地与用于治疗脊柱的腰部、颈部、胸部、骶骨和骨盆区域的规程一起采用。本公开的系统和方法还可用于动物、骨模型和其他非活体基质，诸如例如，用于训练、测试和演示中。

通过参考以下结合附图对实施方案的详细描述，可更容易地理解本公开，附图形成了本公开的一部分。应当理解，本申请不限于本文描述和/或示出的具体装置、方法、条件或参数，并且本文所使用的术语仅仅是为了通过示例的方式描述特定实施方案，而不是为了进行限制。在各种实施方案中，如说明书中所用，并且包括所附权利要求书，单数形式“一”和“该”包括复数，并且对特定数值的引用至少包括该特定值，除非上下文另外明确规定。范围在本文中可表示为“约”或“大约”一个特定值和/或“约”或“大约”另一特定值。当表达这种范围时，另一实施方案包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，应当理解，特定值形成了另一实施方案。还应理解，所有空间引用(诸如例如，水平、竖直、顶部、上部、下部、底部、左和右)仅用于例示目的，并且可在本公开的范围内变化。例如，参考“上部”和“下部”是相对的并且仅在上下文中用于另一情况，并且不一定是“上”和“下”。

如说明书和包括所附权利要求书中所使用，疾病或病况的“治疗”是指执行规程，该规程可包括向患者(正常的或非正常人类或其他哺乳动物)施用一种或多种药物、采用植入式装置，和/或采用治疗疾病的器械(诸如例如，用于去除凸出部分或突出的椎间盘和/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。缓解可发生在疾病或病况的体征或症状出现之前，也可发生在它们出现之后。因此，治疗包括预防疾病或不良病况(例如，预防可能易患该疾病但尚未被诊断为患有该疾病的患者发生该疾病)。另外，治疗不需要完全缓解体征或症状，不需要治愈，并且具体包括对患者仅有微小作用的规程。治疗可包括抑制疾病，例如阻止其发展或缓解疾病，例如使疾病消退。例如，治疗可包括减少急性或慢性炎症；减轻并缓解疼痛和促进新韧带、骨和其他组织的再生长；作为外科手术的辅助装置；和/或任何修复规程。此外，如说明书和所附权利要求书中所用，术语“组织”包括软组织、韧带、腱、软骨和/或骨，除非另有具体说明。

以下讨论包括对根据本公开原理的外科手术系统和使用该外科手术系统的相关方法的描述。公开了替代实施方案。参考在附图中例示的本公开的示例性实施方案。

外科手术系统100的部件可由适合于医疗应用的生物可接受的材料制造，该材料包括金属、合成聚合物、陶瓷和骨骼材料和/或其复合材料。例如，外科手术系统100的部件可单独地或共同地由以下材料制造：诸如，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(Nitinol)、超弹塑性金属)、陶瓷及其复合物，诸如磷酸钙(例如，SKELITE^TM)、热塑性塑料，诸如聚芳基醚酮(PAEK)(包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)和聚醚酮(PEK))、碳-PEEK复合物、PEEK-BaSO4聚合橡胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、织物、硅酮、聚氨基甲酸酯、硅酮-聚氨基甲酸酯共聚物、聚合橡胶、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、弹性体复合物、刚性聚合物(包括聚亚苯基、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚乙烯、环氧树脂)、骨材料(包括自体移植物、同种异体移植物、异种移植物或转基因皮质骨和/或皮髓质骨)和组织生长或分化因子、部分可再吸收的材料(诸如例如金属与钙基陶瓷的复合物、PEEK与钙基陶瓷的复合物、PEEK与可再吸收的聚合物的复合物)、完全可再吸收的材料(诸如例如钙基陶瓷，诸如，磷酸钙、磷酸三钙(TCP)、羟基磷灰石(HA)-TCP、硫酸钙)，或其他可再吸收的聚合物，诸如，聚酮(polyaetide)、聚乙交酯、聚酪氨酸碳酸酯、聚己内酯(polycaroplaetohe)以及它们的组合。

外科手术系统100的各种部件可具有包括以上材料的材料复合物，以实现各种期望特性，诸如强度、刚度、弹性、顺从性、生物力学性能、耐久性和射线可透性或成像偏好。外科手术系统100的部件也可单独或共同地由异质材料制成，诸如上述材料中的两种或更多种的组合。外科手术系统100的部件可整体地形成，一体地连接或包括紧固元件和/或器械，如本文所述。

外科手术系统100可例如与微创规程一起采用，该微创规程包括经皮技术、微型开口和开口外科手术技术，以在患者体内的外科手术部位(例如，脊柱的区段)递送和引入脊柱构建物的器械和/或部件。在各种实施方案中，外科手术系统100的部件中的一个或多个部件被配置用于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(诸如例如，矢状畸形)，如本文所述。在各种实施方案中，外科手术系统100可与外科手术规程(诸如例如，椎体切除术、椎间盘切除术和/或骨折/创伤治疗、脊柱侧凸和腰椎滑脱)一起采用，并且可包括采用植入物来恢复椎骨的机械支撑功能的融合和/或固定。此外，在一些情况下，外科手术系统100可被称为压缩器/牵引器100。

如本文所用，应当理解，术语“冠状平面”包括其通常竖直地穿过人体并且大致垂直于中位(或矢状)平面和水平(或轴向或横向)平面两者的解剖位置中的任何区段平面(通常将人体分成前区段和后区段)，并且还包括其通常竖直地穿过人体、大致垂直于水平(或轴向或横向)平面并且通常从中位(或矢状)平面以范围从大于零度直到九十度并且包括九十度的取向角度成角度地取向的解剖位置中的任何区段平面。

此外，如本文所用，应当理解，术语“矢状平面”包括其通常竖直地穿过处于俯卧位的人体并且大致垂直于冠状平面和水平(或轴向或横向)平面两者的解剖位置中的任何区段平面(通常将人体分成左区段和右区段)，并且还包括其通常竖直地穿过处于俯卧位的人体、大致垂直于水平(或轴向或横向)平面并且通常从冠状平面以范围从大于零度直到九十度并且包括九十度的取向角度成角度地取向的解剖位置中的任何区段平面。

为了便于说明，使用诸如“下方”、“之下”、“下部”、“之上”、“上部”等之类的空间相对术语来解释一个元件相对于第二元件的定位。除了与图中所描绘的取向不同的取向之外，这些术语还旨在涵盖装置的不同取向。进一步地，诸如“第一”、“第二”等之类的术语也用于描述各种元件、区域、区段和部分，并且也不旨在进行限制。贯穿说明书，相似的术语指代相似的元件。

图1至图3例示了外科手术系统100的各种透视图，并且图4例示了外科手术系统100的分解零件视图。外科手术系统100的各种部件可与2019年8月19日提交的名称为“外科手术系统(SURGICAL SYSTEM)”的美国专利申请16/487,057号公开的外科手术部件和方法中的任一者组合，该美国专利申请的全部内容以引用方式并入本文，除非上下文另外明确规定。例如，外科手术系统100可包括植入物支撑件，诸如例如，连接塔10(其在功能上可类似于由美国专利申请16/487,057号公开的延伸器)。

大致参考图1至图4，连接塔10可以能够与骨紧固件系统2(诸如例如，固定轴螺钉或多轴螺钉)或紧固件元件(诸如联接到固定轴螺钉或多轴螺钉的接纳器)接合。在例示的实施方案中，连接塔10被配置为联接到接纳器4并且从接纳器解除联接。在各种实施方案中，接纳器4可包括被配置为联接到骨螺钉的下部腔体以及第一臂和第二臂，该第一臂和第二臂在其间限定U形通道以用于接纳脊柱杆(未例示)。在一些实施方案中，例如，接纳器4可被称为郁金香形头部连接器，该郁金香形头部连接器被配置为通过将接纳器4推到骨螺钉6上而撞击到骨螺钉6上。

在各种实施方案中，连接塔10可包括第一支腿11和与第一支腿11相对的第二支腿12，该第一支腿和该第二支腿在纵向方向上延伸并且在其间限定通道13或孔。例如，通道13可被配置为允许辅助外科手术器械和/或脊柱硬件(诸如脊柱杆)延伸穿过该通道(未例示)。如将在下面进一步详细解释的，连接塔10可以是能够独立操纵的，以在外科手术治疗期间为椎骨的各种机动和操纵提供反转矩，例如，以牵引和/或压缩、拉动和/或推动、升高和/或降低、扭转和/或以其他方式对准椎骨。

在各种实施方案中，外科手术工具100可包括在第一方向(例如，纵向方向)上在第一端部29A与第二端部29B之间延伸的齿条29(参见图6)。另外，花键部分29S可沿着齿条29的一部分在第一端部29A与第二端部29B之间延伸。齿条29可被配置为连接到相邻连接塔10并且促进连接塔10沿着纵向轴线A₁在纵向方向上的相对运动(参见图6)。例如，齿条29可被配置为连接到相邻连接塔10并且促进连接塔10沿着纵向轴线A₁的相对运动。

在示例实施方案中，第一连接塔10可联接到滑动主体30，该滑动主体可促进第一连接塔10沿着纵向轴线A₁的运动。滑动主体30可包括棘轮机构31，该棘轮机构包括转动键32(或致动器32)，该转动键能够以双向和/或双路棘轮配置与齿条29的花键29S接合。在一些实施方案中，棘轮机构31可包括可带齿的各种齿轮，然而棘轮机构31不必包括齿和/或齿轮。在各种实施方案中，转动键32包括能够与齿条29的花键29S接合的齿轮表面，以轴向地和/或增量地平移滑动主体30，并且促进牵引和/或压缩，如本文所述。例如，在一些实施方案中，棘轮机构31可任选地包括棘爪39，该棘爪允许滑动主体30相对于齿条29在第一方向上的增量平移，同时还防止滑动主体30在相对方向上的轴向平移。因此，可进行经由骨紧固件2与连接塔10连接的椎骨组织的牵引。在一些实施方案中，并且根椐取向，棘轮机构31可被配置为沿着纵向轴线A₁前后移动滑动主体部分30(和第一连接塔10)，该纵向轴线对应于冠状平面的颅部/尾侧方向(参见图7至图8中的外科手术装置100的取向和参考示图图12)。因此，在一些实施方案中，棘轮机构31可被称为“冠状平面致动器”。

在示例实施方案中，调节机构40可邻近第二端部29B联接到齿条29。在各种实施方案中，调节机构40可被限制为不能沿着轴线A₁在纵向方向上移动。此外，调节机构40可联接到第二调节塔10(与联接到滑动主体30的第一调节塔10相对)并且被配置为沿着竖直轴线A₂在竖直方向上升高和降低第二调节塔10(参见图6)。在一些实施方案中，并且根椐取向，连接塔10可被配置为在竖直方向上升高和降低第二调节塔10，该竖直方向对应于矢状平面的腹侧/背部方向(参见图7至图8中的外科手术装置100的取向和参考示图图12)。因此，在一些实施方案中，调节机构40可被称为“矢状平面致动器”。下面将参考图5至图6详细解释关于调节机构40的进一步细节。

在示例实施方案中，滑动主体30和调节机构40可各自联接到成角组件20。每个成角组件20可继而联接到对应连接塔10。在各种实施方案中，成角组件20可包括第一枢转连杆21(也可被称为横向连杆组件)，该第一枢转连杆允许对应连接塔10围绕诸如销或铰链之类的第一枢转点22(也可被称为横向枢转点)枢转。在各种实施方案中，第一枢转点22可联接到第二枢转连杆25或另选地可直接地连接到连接塔10(未例示)。在示例实施方案中，第一枢转连杆21可允许连接塔10围绕第一枢转点枢转至从正常位置NP(参见图1)起约+/-0度至约20度的角度范围内的成角位置AP(参见图1)，在该正常位置NP中，对应连接塔10竖直地且基本上垂直于齿条29的主延伸方向延伸。以此方式，并且根椐取向，第一枢转连杆21可允许对应连接塔10沿着横向平面枢转(参见图7至图8中的外科手术装置100的取向和参考示图图12)。

在各种实施方案中，成角组件20可包括第二枢转连杆25(也可被称为冠状连杆组件)，该第二枢转连杆允许对应连接塔10围绕诸如销或铰链之类的第一枢转点26(也可被称为冠状枢转点)枢转。在示例实施方案中，第二枢转连杆25可允许连接塔10围绕第二枢转点枢转至从正常位置NP(参见图3)起约+/-20度的角度范围内的成角位置AP(参见图3)，在该正常位置NP中，对应连接塔10基本上垂直于齿条29的主延伸方向延伸(比较图3中的NP与AP)。

以此方式，并且根椐取向，第一枢转连杆21可允许对应连接塔10沿着冠状平面枢转(参见图7至图8中的外科手术装置100的取向和参考示图图12)。在各种实施方案中，第二枢转点26可固定到连接塔10的中间部分并且/或者邻近该连接塔的内侧部分。

大致参考图5至图6，示出了调节机构40。如上文所公开，调节机构40可被配置为用于沿着竖直轴线A₂移动对应连接塔10，该竖直轴线对应于矢状平面的腹侧/背部方向(参见图6)(参见图7至图8中的外科手术装置100的取向和参考示图图12)。例如，调节机构40可包括具有矩形形状的主体部分41，该主体部分包括从其延伸的臂45，用于与成角组件20联接。在各种实施方案中，臂45可包括联接孔45X，该联接孔被配置为与联接突起部45Z配合(参见图4)。在示例实施方案中，联接孔45X基本上是矩形的并且在其角部处包括对应于联接突起部45Y的角部处的弯曲凹口和/或倒角的弯曲凹口和/或倒角。这种配置的至少一个优点可以是，联接孔45X和联接突起部45Y的矩形形状和倒角/凹口角部允许所附接的成角组件在所有方向上约+/-5度的微小相对成角(除了以上关于第一枢转连杆21和第二枢转连杆25解释的角度范围之外)。

在示例实施方案中，主体部分41可包括在其上部端部处的孔42，调节螺钉49可延伸穿过该孔。调节螺钉49可包括在第一端部的旋钮部分48、在第二端部的止动特征部49Z以及在它们之间的螺纹主体部分47。另外，调节螺钉49可延伸穿过邻近齿条29的第二端部29B的螺纹孔29Z。此外，齿条29可包括呈突起部29X的形式的第一枢转点。在至少一些实施方案中，第一突起部29X可采取圆形销的形状并且设置在与花键29S相同的侧表面上，使得其可在齿条29与主体部分41的第二狭槽43之间形成可枢转连接点。

如图5最佳所示，齿条29的一部分可沿着主体部分41的第一面设置在第一狭槽44内，并且突起部29X可沿着主体部分41的第二面设置在第二狭槽43内。另外，支撑块46可具有十字形形状，其中第一突起部设置在第一狭槽44内并且第二突起部设置在第二狭槽43内，同时止动特征部49Z将上述部件限制在适当位置。以此方式，调节机构40可被限制为不能沿着轴线A₁在纵向方向上移动，同时允许沿着轴线A₂在竖直方向上的相对运动。在操作中，最终用户(诸如外科医生)可通过转动旋钮部分48来旋转调节螺钉49，从而引起调节机构40相对于齿条29的相对运动。例如，调节螺钉49的旋转可促进和/或使相邻连接塔10在对应于矢状平面的腹侧/背部方向的竖直方向上的运动(参见图7至图8中的外科手术装置100的取向和参考示图图12)。在各种实施方案中，调节螺钉49可允许在竖直方向上的约+/-30mm的调节。在至少一个实施方案中，转动旋钮48可允许在竖直方向上的约+/-20mm的调节。另外，在各种实施方案中，例如，狭槽42可呈椭圆形形状并且止动特征部49Z可呈球形形状，使得止动特征部49Z与支撑块46之间的接触点可适应调节螺钉49和/或转动旋钮48的位置改变。这种配置的至少一个优点可以是，齿条29可允许围绕突起部29x相对于矢状平面的另外的+/-10°的角度调节。

大致参考图7至图11，将公开外科手术系统100和/或多个外科手术系统100的各种操作方法。图7至图9例示了用于治疗腰椎滑脱病况的第一外科手术系统和第二外科手术系统100，并且图10至图11例示了用于治疗脊柱侧凸病况的多个外科手术系统100。尽管没有具体例示出，外科手术系统100也可与外科手术规程(诸如例如，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括板、杆和骨接合紧固件的植入式假体)一起采用。本领域技术人员将容易理解根据本公开的原理的实施方可如何广泛地用于治疗人类患者或非人类患者的脊柱和/或其他骨解剖结构。

图7至图9例示了使用示例实施方案来矫正第一椎骨V₁与第二椎骨V₂之间的椎骨节段的腰椎滑脱，其中椎骨V₁、V₂的椎弓根部分是不平坦的，例如，在患者处于俯卧位时的情况下，V₁、V₂的椎弓根部分设置在距手术台不同的相对高度处。在第一步，外科医生可以任何适当的方式(诸如穿过切开和收缩组织)获得进入包括椎骨V的外科手术部位的通路。在各种实施方案中，外科手术系统100可用于任何现有的外科手术方法或技术，包括开口外科手术、小切口外科手术、微创外科手术和经皮外科手术植入，由此可通过小切口、插管或套管进入椎骨V₁、V₂，从而提供了进入目标区域的通道。在各种实施方案中，可在患者体内形成切口，并且切割器械(未示出)可产生用于植入外科手术系统100的选定部件的外科手术路径。在至少一些实施方案中，制备器械(未示出)可任选地用于制备和/或清洁椎骨V₁、V₂的各个表面，以及用于在需要的基础上吸和冲洗外科手术区域。在第二步骤中，外科医生可将骨紧固件(例如，骨紧固件系统2)安装到人类脊柱的选定部分。在至少一些具体实施中，可在椎骨V₁、V₂的非损伤或非患病区域中钻出导向孔等，以用于接纳骨紧固件(例如，骨紧固件系统2)。在示例实施方案中，外科医生已经将两个骨螺钉6安装在第一椎骨V₁的相对椎弓根部分中，并且已经将两个骨螺钉6安装在第二椎骨V₂的相对椎弓根部分中。

在第三步骤中，外科医生可将对应连接塔10连接到每个骨紧固件系统2。例如，外科医生可通过将第一连接塔10连接到椎骨V₁的第一骨紧固件系统2并且将第二连接塔10连接到椎骨V₂的第二骨紧固件系统2来利用第一系统100。类似地，外科医生可通过将第三连接塔10连接到椎骨V₁的第三骨紧固件系统2并且将第四连接塔10连接到椎骨V₂的第四骨紧固件系统2来利用第二系统100。以此方式，每个系统100使用连接塔10中的一个连接塔来连接到第一椎骨V₁的椎弓根部分并且利用另一个连接塔10来连接到第二椎骨的椎弓根部分。仍然例如，第一系统100可连接到椎骨V₁、V₂的左椎弓根部分并且第二系统100可连接到椎骨V₁、V₂的右椎弓根部分。此外，在第四步骤中，外科医生可根据患者特定的解剖结构在需要的基础上经由调节机构40升高和/或降低对应连接塔，以促进联接到各种骨紧固件系统2中的任一骨紧固件系统。

在第五步骤中，并且根据患者的具体病况，外科医生可通过旋转棘轮机构31的致动器键32来牵引椎骨V₁、V₂之间的椎间盘空间。在这样做时，滑动主体部分30可沿着纵向轴线A1远离调节机构40移动，如上文所解释。因此，椎骨V1、V2之间的椎间盘空间可能变得扩大和/或被牵引开。此外，本领域技术人员将容易理解，取决于使用哪种对应系统100，外科医生可选择性地引起邻近左椎弓根和/或邻近右椎弓根的椎间盘空间的牵引。同样地，如果外科医生确定邻近左椎弓根和邻近右椎弓根的椎间盘空间应当被牵引，则外科医生可旋转每个致动器键32。

在第六步骤中，外科医生可在需要的基础上通过旋转旋钮部分48和调节机构40的调节螺钉来升高和/或降低椎骨V₁、V₂。参考图9，外科医生可旋转第一系统100的第一旋钮48和调节螺钉49，以便在矢状平面中升高椎骨V₁的对应椎弓根部分，使得对应椎弓根部分可与椎骨V₂的自然位置对准(或更好地对准)。如果需要，外科医生可通过旋转第二系统100的第二旋钮48和调节螺钉49来重复该步骤，以便在矢状平面中升高椎骨V₁的对应椎弓根部分，使得对应椎弓根部分可与椎骨V₂的自然位置对准(或更好地对准)。

在第七步骤中，外科医生可任选地经由成角组件20的第一连杆组件21的成角来进一步操纵椎骨V₁、V₂在横向平面中的位置。在第七步骤中，外科医师可任选地经由第二连杆组件25来进一步操纵椎骨V₁、V₂在矢状平面中的位置。应当理解，由于成角组件20允许在横向平面和矢状平面中枢转，因此在步骤三至七期间操纵椎骨V₁、V₂可以是相对安全的和/或平稳的。在第八步骤中，外科医生可任选地重复上述步骤中的任一步骤以安全地操纵椎骨V₁、V₂直到实现目标对准。例如，外科医生可增量地执行上述步骤中的任一步骤以控制椎间盘空间的牵引和/或椎骨V₁、V₂的调节。在第九任选步骤中，外科医生可任选地将椎间植入物安装在相邻椎骨V₁、V₂之间以促进融合过程。在第十任选步骤中，外科医生可任选地安装脊柱杆，该脊柱杆连接相邻接纳器4以保持经由执行上述步骤获得的对准。

图10至图11例示了使用示例装置来矫正包括椎骨V₁至V₈的人类脊柱的椎骨节段的脊柱侧凸。在该示例中，外科医生可通过迭代地操纵椎骨V₁至V₈的子部分来校正脊柱弯曲。在一些实施方案中，可通过在对应椎骨的曲线顶点处压缩相应椎骨V₁至V₈并在逐节段的基础上牵引对应椎骨的另一侧来实现脊柱侧凸的矫正。该规程可通过沿冠状平面产生椎间盘空间的楔形部使得脊柱的目标节段变得笔直而产生拉直脊柱的目标结果。

该外科手术规程可包括多个外科手术系统100，该多个外科手术系统选择性地与选定椎骨V₁至V₈的选定椎弓根部分接合和/或联接到选定椎骨V₁至V₈的选定椎弓根部分。另外，该外科手术规程可包括如上文所解释的步骤一至八中的任一步骤，其中最终目的是恢复和/或矫正脊柱弯曲。类似地，外科医生可任选地执行步骤九以安装椎间植入物以促进融合过程，并且/或者执行步骤十以连接相邻接纳器4以保持经由执行前述步骤获得的脊柱对准。

在完成本文所述的规程后，可移除外科手术系统100的外科手术器械、组件和非植入部件，并且闭合切口。在各种实施方案中，在外科手术系统100的帮助下，可使用外科手术导航、显微外科手术和图像引导技术来进入、观察和修复脊柱退化或损伤。在各种实施方案中，外科手术系统100可包括一个或多个板、连接器和/或骨紧固件，以用于与单个椎体节(参见图7至图9)或多个椎体节一起使用(参见图10至图11)。图12是说明与人体相关的各种平面和方向的参考示图。

应当理解，可对本发明所公开的实施方案作出各种修改。因此，以上说明不应理解为限制性的，而是仅作为各种实施方案的例示。本领域的技术人员能够设想在本文所附权利要求书的范围和实质内的其他修改。

本文所用的术语“约”可用于修饰任何定量表示，该任何定量表示可允许变化而不导致其所涉及的基本功能的变化。例如，调节螺钉49可允许如本文所公开的在竖直方向上的+/-30mm的调节，但是可允许具有几个数字(诸如5mm)的变化，只要调节螺钉的功能没有实质性改变，这仍然在本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种用于调节脊柱的节段的外科手术系统，所述外科手术系统包括：

齿条臂，所述齿条臂在纵向方向上从第一端部延伸到第二端部，所述齿条臂包括花键部分；

滑动主体部分，所述滑动主体部分包括棘轮机构，所述棘轮机构具有第一致动器和能够选择性地与所述齿条臂的所述花键部分接合的棘爪，所述第一致动器包括与所述花键部分啮合的可旋转齿轮，所述可旋转齿轮被配置为沿着所述齿条臂在所述纵向方向上平移所述滑动主体；

第一连接塔，所述第一连接塔沿着横向于所述纵向方向的第一轴线延伸并且联接到所述齿条臂；

第二连接塔，所述第二连接塔沿着横向于所述纵向方向的第二轴线延伸并且联接到所述滑动主体部分；和

第二致动器，所述第二致动器包括被配置为沿着所述第一轴线调节所述第一连接塔的螺纹螺钉。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二致动器被配置为在矢状平面中升高和降低所述第一连接塔。

3.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：

调节机构，所述调节机构包括具有在所述纵向方向上延伸的狭槽的主体部分，

其中所述齿条臂的突起部能够移动地设置在所述狭槽内，从而在所述矢状平面中形成所述齿条臂的枢转点，

其中所述第一连接塔邻近所述第二端部联接到所述齿条臂并且被限制为不能在所述纵向方向上移动，并且

其中所述第二致动器还被配置为可自由旋转的致动器，所述可自由旋转的致动器被配置为在所述矢状平面中在所述狭槽内升高和降低所述突起部。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一连接塔和所述第二连接塔中的至少一者经由成角组件联接到所述齿条臂。

5.根据权利要求4所述的系统，其中每个成角组件包括第一连杆组件，所述第一连杆组件被配置为促进在横向平面中进行枢转。

6.根据权利要求5所述的系统，其中每个成角组件包括第二连杆组件，所述第二连杆组件被配置为促进在冠状平面中进行枢转。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一连接塔被配置为在冠状平面中牵引相邻椎骨之间的椎间盘空间。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一连接塔和所述第二连接塔中的至少一者被配置为联接到骨紧固件系统。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一连接塔和所述第二连接塔中的至少一者被配置为联接到多轴向骨紧固件系统。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一连接塔和所述第二连接塔中的至少一者被配置为联接到骨紧固件系统的接纳器。

11.一种用于调节脊柱的节段的外科手术系统，所述外科手术系统包括：

棘轮，所述棘轮包括在纵向方向上延伸的齿条臂和能够在所述纵向方向上沿着所述齿条臂的长度移动的滑动主体部分，所述滑动主体部分包括能够与所述齿条臂接合的棘爪；

调节机构，所述调节机构包括螺纹致动器；

第一成角组件，所述第一成角组件联接到所述调节机构；

第二成角组件，所述第二成角组件联接到所述滑动主体部分；

第一连接塔，所述第一连接塔被配置为联接到第一骨紧固件，所述第一连接塔沿着横向于所述纵向方向的第一轴线延伸并且能够枢转地联接到所述第一成角组件；和

第二连接塔，所述第二连接塔被配置为联接到第二骨紧固件，所述第二连接塔沿着横向于所述纵向方向的第二轴线延伸并且能够枢转地联接到所述滑动主体部分，

其中所述螺纹致动器被配置为使所述第一连接塔相对于所述齿条臂在矢状平面中平移。

12.根据权利要求11所述的外科手术系统，所述外科手术系统还包括可旋转致动器，所述可旋转致动器包括多个齿，所述多个齿能够与所述齿条臂的花键部分的对应尺寸的齿接合，所述可旋转致动器被配置为在可旋转键旋转时使所述滑动主体部分沿着所述齿条臂向前和向后移动。

13.根据权利要求12所述的外科手术系统，其中：

所述调节机构还包括主体部分，所述主体部分包括在所述主体部分的第一侧表面中的第一狭槽和在所述主体部分的第二侧表面中的第二狭槽；

所述齿条臂包括能够移动地设置在所述第一狭槽内的突起部；并且

所述齿条臂的一个端部能够移动地设置在所述第二狭槽内。

14.根据权利要求13所述的外科手术系统，其中所述调节机构被限制为不能在所述纵向方向上移动。

15.根据权利要求13所述的外科手术系统，其中所述螺纹致动器是螺钉型致动器，所述螺钉型致动器与延伸穿过所述齿条臂的对应尺寸的螺纹孔接合。

16.一种用于调节脊柱的节段的方法，所述方法包括：

接收外科手术系统，所述系统包括：

齿条臂，所述齿条臂在纵向方向上从第一端部延伸到第二端部，所述齿条臂包括花键部分；

滑动主体部分，所述滑动主体部分包括棘轮机构，所述棘轮机构具有第一致动器和能够选择性地与所述齿条臂的所述花键部分接合的棘爪，所述第一致动器包括可旋转齿轮，所述可旋转齿轮与所述花键部分啮合并且被配置为沿着所述齿条臂在所述纵向方向上平移所述滑动主体；

第一连接塔，所述第一连接塔沿着横向于所述纵向方向的第一轴线延伸并且联接到所述齿条臂；

第二连接塔，所述第二连接塔沿着横向于所述纵向方向的第二轴线延伸并且联接到所述滑动主体部分；和

第二致动器，所述第二致动器包括被配置为沿着所述第一轴线调节所述第一连接塔的螺纹螺钉；

在第一椎骨中植入第一骨紧固件系统；

在第二椎骨中植入第二骨紧固件系统；

将所述第一连接塔附接至所述第一紧固件系统；

将所述第二连接塔附接至所述第二骨紧固件系统；以及

通过调节所述第二致动器来操纵所述第一椎骨，从而在矢状平面中移动所述第一椎骨。

17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括：通过在所述第一致动器旋转时沿着所述齿条臂移动所述滑动主体部分来牵引所述第一椎骨与所述第二椎骨之间的椎间盘空间。

18.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括：调节所述第一连接塔和/或所述第二连接塔中的至少一者以操纵所述第一椎骨和所述第二椎骨的脊柱前凸取向。

19.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括：调节所述第一连接塔和/或所述第二连接塔中的至少一者以操纵所述第一椎骨和所述第二椎骨的脊柱后凸取向。

20.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括：在操纵所述第一椎骨的步骤之后，将杆固定到所述第一骨紧固件系统的第一连接器和所述第二骨紧固件系统的第二连接器。