技术领域
[0001] 本
发明总体上涉及用于脊柱结构上微创手术的方法和装置，诸如用于椎骨相对于彼此的固定，其中椎弓根螺钉固定至椎弓根，使用杆刚性地接合多个椎骨的椎弓根螺钉。
背景技术
[0002] 用于将杆固定至椎骨的现有外科技术需要相当长的切口以提供到椎骨的入口。当前技术使用微创手术(MIS)，其中在
选定位置上做出多个经皮切口而不是单个长的切口。MIS技术是优选的，这是因为它们减少了失血，降低了患者发病率，缩减了康复时间和住院时间。
[0003] 微创椎弓根螺钉融合包括下述基本步骤。首先，螺钉经皮地穿过椎弓根置于椎体内，诸如在
导丝或克氏针上，通过诸如
荧光透视成像引导。可以使用一个螺钉或两个(左侧和右侧)。其次，将各螺钉通过杆连接。在融合中，杆和螺钉
锁定在一起。在动态稳定中，杆或杆状设备(柔性接头)是可弯曲的，而插入可弯曲杆的过程与针对融合的是相同的。例如，杆或其他柔性连接器装配在
螺钉头中，但可能还包括允许一些运动的元件(减震器、
弹簧等)。不同微创系统之间的差异主要出现在布置杆以及将杆穿过微切口与螺钉锁定的方法中。
[0004] 杆穿过螺钉头的插入和杆与螺钉的锁定是当前通过微切口最困难的步骤。上面提及的引导件，诸如导丝或克氏针，经皮地穿过椎弓根布置。经皮空心钻和螺丝攻在导引件/丝上插入以准备穿过椎弓根和椎体的通道用于椎弓根螺钉插入。扩张管和引
导管或牵引器系统通常用于在椎弓根螺钉和插入工具插入时扩张并保持打开穿过
皮肤和肌肉的引导件周围的通路以减少对肌肉和组织的损伤。椎弓根螺钉在引导件上借助或无需借助穿过引导管/牵引器的通道来插入。为了将杆和锁定组件置于螺钉头中，每个螺钉头与延伸穿过皮肤切口的套座(tower)关联。套座需要容纳杆和锁定组件，从而它通常比螺钉头的最大直径大。
[0005] 一旦套座就位，杆随后通过各种方法中的一种来插入。在一种方法中，两个或三个套座(分别针对一级或二级融合)耦接在一起以对齐套座，以及杆以摆动方式转过套座上方或下方的单独切口。一旦杆摆动就位，锁定帽就穿过套座就位并拧紧。在另一种方法中，杆穿过套座中的一个插入然后转动大约90度以将其他螺钉俘获在其他套座中。在微创系统中将杆穿过螺钉头插入有时是乏味且令人沮丧的。
[0006] 如上所提及的，克氏针或类似的导丝或引导件(这些术语在全文中是可互换使用的)结合空心外科工具一起使用，列举一些诸如螺丝刀、攻、钻、锥、探针、或Jamshidi针。克氏针穿过外科工具的内腔(
套管)插入并穿刺进入骨内，这如果不准确地做出则会损伤患者，特别是在克氏针遇到某些敏感组织时。该过程通常需要使用能够引起本来准确
定位的克氏针向前移动进入手术部位的施
力，该力如果过大则会引起
接触需要避免接触的部位。
[0007] 在通过椎弓根螺丝刀拧紧椎弓根螺钉的示例中，如果克氏针没有准确地定位或插入，螺钉会在进入点滑动并引起外科医生在错误的方向上拧紧椎弓根螺钉。
发明内容
[0008] 本发明试图提供用于将椎弓根螺钉固定至椎弓根以及将杆安装至椎弓根螺钉的设备和方法，诸如用于融合或动态稳定，如下文中所更加详细地描述。
[0009] 在一个实施方式中，该设备允许克氏针穿过空心外科工具的内腔插入。在例如螺丝刀的情形中，克氏针也穿过螺钉的内腔。该设备方便地用于定位克氏针，使其突出超过螺钉或外科工具的远侧尖端一点点(例如，几毫米)。该设备然后用于将克氏针相对于螺钉或工具锁定。该设备可调节以使得其近端与克氏针的近端齐平，从而外科医生能够在设备的近端上敲击或以其他方式施力以将克氏针和螺钉或工具一起推进。克氏针突破皮质骨(或外科医生希望突破的其他脊柱结构)并将空心螺钉或工具的尖端引至骨表面。从那里，外科医生能够拧入椎弓根螺钉或推进工具而无需担心滑动。不借助于该设备，螺钉或工具会在进入点处滑动。本发明节省了插入螺钉或其他外科工具的时间和精力。
[0010] 在
现有技术中，诸如通过使用Jamshidi针，外科医生不能容易地感觉切割工具是否已经刺穿至敏感组织。外科医生需要在
X射线或其他成像下工作，这是因为外科医生不能感觉到Jamshidi针或其他工具突破皮质骨。相比之下，在本发明中，克氏针是椎弓根引导的，这意味着克氏针能够向后(近侧)移动，这具有更小的突破
风险。克氏针从椎弓根末端的受控突出以及本发明的其他特征也能够帮助诸如下面所述的力
传感器。
[0011] 因此根据本发明的一个实施方式提供了一种外科工具适配器，其包括远侧
接口构件和近侧保持件，外科工具适配器形成有穿过远侧接口构件和近侧保持件的内腔，用于将克氏针向远侧穿过远侧接口构件，近侧保持件包括用于将克氏针锁定在内腔中的锁定元件，并且远侧接口构件包括用于连接至外科工具的连接元件，其中近侧保持件可相对于远侧接口构件移动以使得近侧保持件可运动至克氏针不向近侧突出至近侧保持件外的位置。
[0012] 近侧保持件可以借助
螺纹安装在轴杆上，并且近侧保持件在轴杆上的旋转会使近侧保持件相对于远侧接口构件轴向运动。
[0013] 根据本发明的一个实施方式，近侧保持件包括用于利用敲击工具敲击的近侧面。
[0014] 所述连接元件可包括螺纹元件或公或母连接器，用于与外科工具连接。
手柄可定位在远侧接口构件附近用于转动外科工具适配器。近侧保持件可相对于远侧接口构件转动。
[0015] 根据本发明的一个实施方式，还提供了一种组件，其包括外科工具适配器，该外科工具适配器包括远侧接口构件和近侧保持件，该外科工具适配器形成有穿过远侧接口构件和近侧保持件的内腔；外科工具，其具有内腔；以及克氏针，其向远侧穿过远侧接口构件和外科工具，近侧保持件包括用于将克氏针锁定在外科工具适配器的内腔中的锁定元件，并且远侧接口构件包括用于连接至外科工具的连接元件，其中近侧保持件可相对于远侧接口构件移动以使得近侧保持件可运动至其中克氏针不向近侧突出至近侧保持件外并且其中克氏针超出外科工具远侧尖端预定量的位置。
[0016] 外科工具可包括螺钉、螺丝刀、攻、钻、锥、探针、或Jamshidi针以及其它。
[0017] 根据本发明的一个实施方式，还提供了一种方法，该方法包括将克氏针向远侧穿过外科工具适配器的远侧接口构件，使得克氏针不会向近侧突出至近侧保持件外并且克氏针超出外科工具的远侧尖端预定量，并且敲击近侧保持件的近侧面以驱动克氏针进入骨表面，借此将外科工具的远侧尖端引至骨表面，并进一步推进外科工具以刺入骨表面。
附图说明
[0018] 通过下面详细描述并结合附图将更加全面地理解和认识本发明，其中：
[0019] 图1是根据本发明的一个实施方式构造和可操作的、连接至外科工具的外科工具适配器的简化局部侧剖视图；
[0020] 图2是外科工具适配器的简化端视图；
[0021] 图3是外科工具适配器的简化侧视图；
[0022] 图4是将克氏针锁定在适配器中的简化图示；
[0023] 图5是适配器的另一侧视图；
[0024] 图6是根据本发明一个实施方式的在柔性管中并装配有力传感器的引导件的简化图示；
[0025] 图7是根据本发明一个实施方式构造和可操作的、具有多叶尖端的引导元件的简化图示；
[0026] 图8是具有旋转槽的螺丝刀尖端的简化放大图示；
[0027] 图9是根据本发明的一个实施方式构造和可操作的、套座引导件的简化图示；
[0028] 图10、图11A和图11B是根据本发明的一个实施方式构造和可操作的缩减工具的简化图示；
[0029] 图12A至图12E是根据本发明的一个实施方式构造和可操作的、用于与椎弓根探针一起使用的深度测量仪的简化图示；以及
[0030] 图13A和图13B是根据本发明的一个实施方式构造和可操作的、套座对齐工具的简化图示。
具体实施方式
[0031] 现在参照图1至图5，其示意了根据本发明的非限制性实施方式构造和可操作的、外科工具适配器10。
[0032] 外科工具适配器10包括远侧接口构件12和近侧保持件14。外科工具适配器10形成有穿过远侧接口构件12和近侧保持件14的内腔16(图2和图5中的中心孔)。远侧接口构件12包括连接元件18(图2)，用于连接至外科工具20(图1)。连接元件18可非限制性地包括螺纹件(诸如内部
螺纹孔)或公或母连接器，用于连接外科工具20。
[0033] 外科工具20可非限制性地包括螺钉、螺丝刀(示意图中所示出的工具)、攻、钻、锥、探针、Jamshidi针等。外科工具20形成有内腔22(图1)。两个或多个外科工具可彼此连接，诸如螺丝刀连接至椎弓根螺钉，如图1中能看出。
[0034] 克氏针24穿过外科工具适配器10的内腔16向远侧穿过远侧接口构件12，进入外科工具20的内腔22，以及向远侧到外科工具20的远侧尖端外(克氏针24的远端在图1中能看到)。近侧保持件14包括锁定件26(诸如但不限于固定螺钉)，用于将克氏针24锁定在外科工具适配器10的内腔16中。从图4中能够看出，锁定件26可以是具有凹槽29的销，克氏针24能抵靠凹槽29锁定。
[0035] 近侧保持件14可相对于远侧接口构件12运动以使得近侧保持件12可运动至克氏针24不会向近侧突出到近侧保持件14外的位置；也就是说，克氏针24与近侧保持件14的近侧面28齐平或在近侧面28内侧。近侧保持件14可以借助螺纹安装在轴杆30上，并且近侧保持件14在轴杆30上的旋转使近侧保持件相对于远侧接口构件12轴向运动。近侧面28适于使用敲击工具敲击，诸如锤子或其他工具(未示出)。
[0036] 手柄32可固定至轴杆30并定位在远侧接口构件12附近以用于转动外科工具适配器10。近侧保持件14可通过安装在
轴承上相对于远侧接口构件12旋转。
[0037] 在使用中，外科医生将克氏针24向远侧穿过外科工具适配器10的远侧接口构件12，以使得克氏针24不能向近侧突出到近侧保持件14外。外科医生移动或调节克氏针24使得它超出外科工具20远侧尖端预定量(例如，几毫米)。外科医生将组件定位在骨表面上并敲击近侧保持件14的近侧面28以驱动克氏针24进入骨表面中，借此将外科工具20的远侧尖端引至骨表面。外科医生然后推进外科工具20以刺入骨表面。
[0038] 在本发明的另一个实施方式中，近侧保持件14可调节以适应不同长度的克氏针和不同的外科工具。这样，例如，在调节克氏针从第一外科工具的远端突出的量之后，能够移除第一外科工具使用第二外科工具，外科医生能够调节适配器相对于克氏针的位置从而实现克氏针从第二外科工具的远端突出期望量，而同时使得克氏针的近端与近侧保持件14的近侧面28齐平。例如，近侧保持件14可由能够彼此轴向间隔的两个部件制成(诸如通过
螺纹连接)。
[0039] 在本发明的另一个实施方式中，椎弓根螺钉设置有内置克氏针。克氏针穿过螺钉的中心内腔并突出到螺钉的远侧尖端外。可选地，能够与上面针对外科工具适配器10所述的类似地来调节突出量。这样的椎弓根螺钉能够用作
自攻螺钉。
[0040] 在本发明的另一个实施方式中，力传感器34，诸如但不限于测压元件或应变仪，安装在引导件(克氏针)24上(图1)。力传感器34能够感测并提醒施加在丝24的尖端上的负荷的变化。例如，在丝24接触皮质骨时，通过力传感器34能够感测到轴向力的弯曲，这发送
信号至处理器(未示出)，其提醒外科医生螺钉将要突破椎弓根或椎体。可替代地，该系统能够探测并提醒负荷何时减小，例如在尖端已经越过椎弓根进入松质骨时。
[0041] 外科工具适配器10能够调节丝24的长度以调节系统的灵敏度。长的丝更加敏感并更快地提醒危险。短的丝较不敏感。
[0042] 在图6中所示的另一非限制性示例中，丝24进入柔性管36的空心内腔中。丝24的远端固定(例如
焊接)至管36的远端。丝24的近端自由运动而不固定至管36。力传感器34附接至丝24的自由运动端。在管36弯曲时，由于与皮质骨的相互作用，丝24的末端和管36之间的距离在自由运动端处缩短。该缩短由力传感器34探测到。该系统还能够探测由到达椎体壁产生的轴向压力。
[0043] 现在参照图7，其示意了根据本发明的一个实施方式构造和可操作的、具有多叶尖端42的螺丝刀40。在所示实施方式中，尖端42是改进的星形(内六
角)设计，其中
叶片由旋转槽或沟槽44隔开。从图8中能够看出，“旋转”槽意味着槽不是直的和平行于螺丝刀轴杆的纵轴46的；而是槽是以角度A远离纵轴46倾斜或弯曲，诸如但不限于3°。由于该倾斜或弯曲，槽叶和槽楔入螺钉或固定螺钉的对应螺套中。因此，旋转槽44使得螺丝刀40能够抓紧螺钉或固定螺钉并将其保持就位，用于安装在椎弓根螺钉系统中(如稍后的图11B中所见)。所示意的实施方式具有6个叶片，但本发明不限于该数量。
[0044] 现在参照图9，其示意了根据本发明的一个实施方式构造和可操作的、套座引导件50。在所示意实施方式中，套座引导件50具有轴杆52，其具有第一端53和第二端54。第一端
53具有螺钉头适配器55，例如，构造为置于椎弓根螺钉(未示出)的郁金香形头内。第二端54具有螺套适配器56，例如配置为置于固定螺钉的螺套中(未示出)。
[0045] 套座引导件50用于在已经安装螺钉后引导套座(未示出)经皮地到螺钉的郁金香形部件上。例如，螺钉头适配器55置于郁金香形部件中并将螺钉头与套座引导件50对齐。在套座引导件50准确地对齐后，套座在引导件50上滑动并连接至郁金香形部件。作为另一示例，螺座适配器56置于固定螺钉
螺柱(例如TORX或Allen)中，并用于将螺钉头与套座引导件对齐。在套座引导件50准确地对齐后，套座在引导件50上滑动并附接至郁金香形部件。
[0046] 套座引导件50还用于在固定螺钉最终定位和拧紧后将套座从螺钉郁金香形部件释放。轴杆52尺寸设定为展开套座的柔性臂以将套座从螺钉郁金香形部件释放。
[0047] 在套座就位后，杆能够插入到椎弓根螺钉头内。例如，套座由外科医生对齐并且杆端定位在套座(未示出)的杆通道内。然后，杆被推进到多轴螺钉座中(可使用荧光透视或其他成像来验证杆定位)。如果杆的缩减是必需的，本发明提供缩减工具，现在将进行描述。
[0048] 现在参照图10、图11A和图11B，其示意了根据本发明的一个实施方式构造和可操作的缩减工具60。
[0049] 在图10中所示的示意实施方式中，缩减工具60包括缩减工具旋钮或手柄61，其在套座连接器62的近侧。工具60的远端包括缩减工具缩减器63，螺钉
插入器64穿过缩减工具缩减器63。如图11A和11B中能够看出，缩减工具缩减器63具有弹簧臂65，其正向地接收到(“卡入”)套座66的对应沟槽或狭槽(未示出)中。螺钉插入器64具有多叶尖端42，其抓紧固定螺钉67并将其保持就位用于安装在椎弓根螺钉68中。
[0050] 缩减工具60用于在杆座置于郁金香形部件之上且固定螺钉67不能够紧固时将融合杆(未示出)推入到郁金香形
鞍座中。缩减工具60附接至套座66。手柄61和连接器62中的螺纹机构用于施加力于杆上，以将其推进到螺钉鞍座的最终位置。
[0051] 现在参照图12A至图12E，其示意了根据本发明的一个实施方式构造和可操作的、用于与椎弓根探针72一起使用的深度测量仪70。在所示实施方式中，深度测量仪70具有空心内腔用于椎弓根探针72穿过。
[0052] 在图12B中，椎弓根探针72的近端在深度测量仪70的内侧示出。标度指示0，意味着探针72的尖端处于椎弓根进入点
水平。
[0053] 在图12C中，椎弓根探针72的近端在深度测量仪70的内侧示出。标度指示40mm的螺钉长度。
[0054] 在图12D中，椎弓根探针72的远端延伸到套座66外。探针72的远侧尖端处于椎弓根进入点水平。
[0055] 在图12E中，椎弓根探针72的远端延伸到套座66外。探针72的远侧尖端延伸40mm到椎体内，这指示应该使用的螺钉是40mm长。
[0056] 现在参照图13A和图13B，其示意了根据本发明的一个实施方式构造和可操作的套座对齐工具80。在所示意实施方式中，套座对齐工具80具有端部开口(U形)的喉部82，其具有多个套座抓取件84。套座对齐工具80包括椎弓根探针附接构件86。U形喉部82允许在两个毗邻套座非常靠近彼此时附接至单个套座。
[0057] 在图13A中，套座对齐工具80附接至椎弓根探针72。对齐工具80用作手柄以在螺钉放置后从椎弓根旋转并牵拉探针72。
