CN115151203B - 用于定向手术装置的设备和方法 - Google Patents

Abstract

提供了在微创手术中简化和改进稳定矫形针、线和/或螺钉在骨盆中的放置的装置和方法。使用了一种手术器械引导装置，其包括用于定位和固定套管的可调节摩擦夹具，并且还包括具有钝头非穿透尖端的探针。探针和摩擦夹具定向成使得探针和由摩擦夹具保持的手术器械彼此成直角。在使用中，通过小切口引入钝头探针，并通过钝头解剖推进，直到钝头尖端定位在骨盆表面上的期望解剖标志处。推进通过摩擦夹具插入的套管，直到套管的尖端在探针的钝头尖端的约2cm内；然后可以通过套管引入矫形针、线和/或螺钉，并将其插入以提供稳定性。在一些实施例中，钝头探针是中空的。

Description

用于定向手术装置的设备和方法

技术领域

本发明的领域是用于相对于人体骨盆定向手术装置的设备和方法，特别是在手术装置是套管的情况下。

背景技术

以下描述包括可能有助于理解本发明的信息。这并不是承认本文提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明相关，也不是承认明确或隐含引用的任何出版物是现有技术。本文确定的所有出版物都以引用的方式并入，如同每个单独的出版物或专利申请被明确和单独地指示以引用的方式并入。当并入的参考文献中术语的定义或使用与本文提供的术语定义不一致或相反时，本文提供的术语定义适用，参考文献中的术语定义不适用。

虽然微创手术(例如锁孔手术)已经减少了不适和恢复时间，但小切口(通常为2cm或更小)的使用使得手术区域的适当可视化变得复杂，并且使得适当的器械定位具有挑战性。当在体腔内进行这种外科手术时，可以通过引入可吸收的气体(例如CO₂)并将摄像机和照明引入开放空间来辅助可视化。然而，这种方法在封闭或相对封闭的空间中并不实用。

为此，已经实施了各种方法来帮助在封闭或相对封闭的身体部分(例如颅骨内部、关节空间内或附近等)中正确定位用于微创手术的手术装置。例如，美国专利号5,776,144描述了一种将圆球固定到颅骨上的器械，并在圆球上安装用于手术器械的旋转保持器。类似地，英国专利号903308描述了一种用于定位手术器械的装置，其中固定在颅骨上的基座支撑旋转杆网格，该旋转杆有助于支撑和定向手术器械。然而，这种方法需要相当大面积的硬骨来牢固安装这些装置的基座部分。此外，安装过程本身会产生小的骨碎片，这在关节骨表面中或附近是不希望的。

在相关的方法中，美国专利号8,636,745描述了一种有助于用于稳定骨折的矫形针的定位的装置。该装置具有两个圆柱形部分，它们以可以旋转的方式相互成直角安装。圆柱形部分具有通孔，通过该通孔可以放置这种矫形针。在放置一个矫形针之后，定位该装置的其中一个圆柱形部分，使得插入的针穿过一组通孔。旋转将一组通孔定位在剩余的圆柱形部分中，用于第二矫形针的正确定位。然而，在这种方法中，第二针的放置精度取决于第一针的非导向放置。

美国专利号5,776,143描述了一种通过提供具有三条腿并带有旋转底座的基座来定向手术工具的装置。在使用中，三条腿放置在位于患者身体表面的标记上，并且旋转底座支撑和定向手术器械。然而，如果这种标记定位在相对移动或可压缩的身体表面区域(例如腹部表面)，仪器放置的准确性会受到影响。

Collette和Cassard的发表在《骨科及创伤学：手术与研究》(2011)97:555-559的“The Tape Locking Screw Technique(TLS):A news ACL reconstruction method usinga short hamstring graft”描述了胫骨和股骨瞄准装置的使用，瞄准装置为套管和探针提供支撑，套管和探针附接到可调节弓形手柄的相对端。探针相对骨表面定位并稳定手柄，旋转手柄以定向用于插入手术针的套管。然而，这种装置的探针通常具有尖锐的尖端，该尖端部分地插入骨头的表面。虽然这提供了稳定性，但如果最初的放置被证明是不正确的话则这会阻碍移动探针的能力，并且还会产生骨碎片(这在相对的关节表面中或附近是不希望的)。

因此，仍需要一种简单有效的装置，其允许高度精确且可重复地放置用于微创整形外科手术的手术装置，同时消除或最小化对骨表面的不必要损伤。

发明内容

本发明主题提供了在微创整形外科手术期间简化和提高稳定针、线和/或螺钉放置的精度的装置和方法。

本发明构思的一个实施例是一种用于相对于人体骨盆定位手术器械(例如手术套管)的手术器械引导装置，其包括具有第一末端和第二末端的手柄、位于第一末端处的具有钝头尖端的钝头探针以及位于第二末端处的摩擦夹具。摩擦夹具配置成保持手术器械，使得当其被适当调节时，其可以在摩擦夹具内滑动(即可滑动地接合)，并且摩擦夹具定向成将手术器械放置在摩擦夹具中时垂直于钝头探针定向。钝头探针的钝头尖端可以是圆形的或基本平的。在具有圆形尖端的钝头探针中，钝头探针具有随着距第一末端距离的增加而减小的圆形横截面，并且钝头尖端的曲率半径小于或等于圆形横截面最大半径的约25％或约5％至约25％。在一些实施例中，钝头探针是中空的，例如允许稳定线或针通过和放置。

本发明构思的另一实施例是一种用于人体骨盆的手术器械组件，其包括具有出口的手术套管和手术器械引导装置。该手术器械引导装置包括具有第一末端和第二末端的手柄、位于第一末端处的具有钝头尖端的钝头探针以及位于第二末端处的摩擦夹具。摩擦夹具配置成保持手术器械，使得当其被适当调节时，其可以在摩擦夹具内滑动(即可滑动地接合)，并且摩擦夹具定向成将手术器械放置在摩擦夹具中时垂直于钝头探针定向。钝头探针的钝头尖端可以是圆形的或基本平的。在具有圆形尖端的钝头探针中，钝头探针具有随着距第一末端距离的增加而减小的圆形横截面，并且钝头尖端的曲率半径小于或等于圆形横截面最大半径的约25％或约5％至约25％。在一些实施例中，钝头探针是中空的，例如允许稳定线或针通过和放置。手术套管与摩擦夹具接合，并且当手术套管完全插入摩擦夹具中时，手术套管的出口位于钝头尖端的2cm内。手术套管可以包括入口以及连接入口和出口的内部通道，并且入口、内部通道和出口的尺寸设置成引导手术针或螺钉。

本发明构思的另一实施例是一种使用手术器械引导装置将手术器械相对骨盆定位的方法，该手术器械引导装置包括具有第一末端和第二末端的手柄、位于第一末端处并具有钝头尖端的钝头探针以及位于第二末端处并配置成可滑动地接合手术器械的摩擦夹具。摩擦夹具定向成使手术器械在与摩擦夹具接合时垂直于钝头探针定向，使得钝头尖端与骨盆的骨表面接触。手术器械引导装置定位成使得钝头尖端可以移动越过骨盆的骨表面以识别解剖标志。在识别出解剖标志时保持手术器械引导装置的位置。手术器械(例如套管)与摩擦夹具可滑动地接合，使得手术器械垂直于钝头探针定向，并被推进通过摩擦夹具，直到手术器械的出口处于距钝头探针的钝头尖端等于或小于约2cm的距离处。在一些实施例中，在将钝头尖端移动越过骨盆的骨表面之前，手术器械与摩擦夹具接合。如果手术器械是套管，这种套管可以包括入口、出口以及连接入口和出口的内部通道，并且该方法可以包括将手术针或螺钉引入到内部通道中的步骤。在优选实施例中，在手术过程中，钝头探针的钝头尖端不穿透骨盆的骨表面。钝头探针的钝头尖端可以是基本平的，或者可以是圆形的。如果是圆形的，钝头尖端的曲率半径可以小于或等于圆形横截面最大半径的约25％或从5％到25％。在一些实施例中，钝头探针是中空的，并且该方法包括将稳定针或线引入到钝头探针的内部通道中的步骤。

根据以下对优选实施例的详细描述以及附图，本发明主题的各种目的、特征、方面和优点将变得更加明显，在附图中，相同的数字表示相同的部件。

附图说明

图1描绘了本发明构思的工具以及可以与这种工具一起使用的套管的实施例。在使用中，套管(150)通过工具的摩擦夹具(140)插入，使得其定向成与用于精确解剖定位的钝头探针(120)成直角。

图2提供了钝头探针(200)的端部部分的放大视图和探针的钝头尖端(210)的视图。虽然示出了平的尖端，但可以使用任何合适的非穿透配置。

图3示出了本发明构思的手术引导装置的放置，其中套管放置在摩擦夹具内，提供了手术螺钉进入骨盆的正确定位和定向。

具体实施方式

本发明构思的装置和方法提供了一种稳定和引导工具，其有助于使用微创技术将稳定针、线和/或中空螺钉插入骨盆的骨中以进行内部固定。本发明构思的装置包括带有钝头非穿透探针的手柄。这种钝头探针可以通过皮肤中的小切口(<1cm)引入，并通过钝头解剖移动穿过组织。这种钝头非穿透探针可被推进直至接触到骨盆骨，探针尖端的钝头性质防止对骨皮质层和/或脆弱的关节组织的损伤。一旦钝头探针与骨盆上的期望解剖标志接触，就可以通过摩擦配件或类似装置引入套管或类似器械，摩擦配件或类似装置使套管或手术装置的主(长)轴与钝头探针成直角。然后，套管或类似装置可被推进通过组织以到达期望的目标区域，该目标区域至少部分地通过将钝头探针的钝头尖端放置在期望的解剖标志处来识别。固定装置(例如线、针、中空螺钉等)然后穿过套管或类似装置的内部通道，并以适当的位置和定向插入到骨头中。

应当理解，本发明构思的装置和方法确保用于中空螺钉的引导针可以准确地朝向骨盆内的任何位置放置在骨盆骨中，而穿透皮质骨和损坏髋关节关节表面的机会最小。

以下讨论提供了本发明主题的许多示例实施例。尽管每个实施例代表发明元素的单个组合，但发明主题被认为包括所公开元素的所有可能组合。因此，如果一个实施例包括元素A、B和C，而第二实施例包括元素B和D，则本发明主题也被认为包括A、B、C或D的其他剩余组合，即使没有明确公开。

如本文所用，除非上下文另有说明，术语“联接到”旨在包括直接联接(其中彼此联接的两个元件彼此接触)和间接联接(其中至少一个附加元件位于两个元件之间)。因此，术语“联接到”和“与…联接”是同义使用的。如在本文的描述和随后的整个权利要求中所用，“一”、“一个”和“该”的含义包括复数，除非上下文中另有明确规定。此外，如在本文的描述中所用,“在…里”的含义包括“在…中”和“在…上”,除非上下文另有明确规定。

除非上下文有相反的规定，否则本文所述的所有范围应被解释为包括它们的端点，并且开放式范围应被解释为仅包括商业实用值。类似地，所有的数值列表应被认为包括中间值，除非上下文有相反的指示。

这里数值范围的叙述仅仅是用来作为单独提及落入该范围内的每个单独数值的简化方法。除非本文另有说明，否则每个具有范围的单个值都被结合到说明书中，就像它在本文中被单独引用一样。除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法都可以任何合适的顺序执行。针对本文的某些实施例提供的任何和所有示例或示例性语言(例如“比如”)的使用仅旨在更好地说明本发明，而不是对本发明要求保护的范围进行限制。说明书中的任何语言都不应被解释为表示对本发明的实践至关重要的任何未要求保护的元素。

这里公开的本发明的替代元件或实施例的分组不应被解释为限制。每个组成员可被单独提及和要求保护，或者与该组的其他成员或在此发现的其他元素进行任何组合。出于方便和/或专利性的原因，组的一个或多个成员可被包括在组中或从组中删除。当出现任何这样的包括或删除时，本说明书在此被认为包含被修改的组，从而满足所附权利要求中使用的所有马库什组的书面描述。

本发明构思的装置、系统和方法提供或采用了一种用于微创、直观、可靠和安全地放置手术装置(例如套管)的新型瞄准引导件，该手术装置可用于在一个或多个轨迹上将稳定针、线和/或中空螺钉定位和/或插入到骨骨盆中。图1中示出了本发明构思的瞄准装置或手术引导装置的示例。该瞄准装置(100)包括联接到手柄(110)一端的钝头探针(120),该钝头探针在使用时不会穿透和/或固定到骨盆的骨表面。手柄的另一端包括摩擦夹具(140)或类似装置，其可以接合手术套管(150)(或类似装置)，使得手术套管可以通过沿着其长度滑动穿过摩擦夹具而前进(即可滑动地接合)，但可以通过调节夹具的张力来固定。摩擦夹具定向成使得接合在摩擦夹具中的手术套管的主轴定向成与钝头(即非穿透)探针成直角。如图1所示，在一些实施例中，手柄具有固定的长度和配置。在其他实施例中，手柄可以是可延伸的，以便调节钝头探针(120)和摩擦夹具(140)之间的距离，而不改变它们之间的相对定向。

在使用中，钝头探针被推进通过皮肤中的切口进入骨盆区域，直到钝头探针的钝头(即非穿透)尖端(130)接触骨盆的骨表面，但不穿透到骨头中。图2提供了钝头探针(200)及其钝头尖端(210)的放大视图。在该示例中，钝头尖端(210)被描绘为平的，但可以具有任何合适的非穿透配置。用户然后可以移动瞄准装置，在骨盆表面上平移钝头探针，直到识别出期望的解剖标志(例如通过探针的触觉反馈、成像等)。在该定位过程中，手术套管可以与摩擦夹具接合。可替代地，在这种定位之后，手术套管可以与摩擦夹具接合。在将钝头探针放置在骨盆表面上的期望解剖标志处时，手术套管被推进通过摩擦夹具，直到套管的出口非常接近(例如在约2cm处或在约2cm内，或者从约0.5cm到约2cm)钝头探针的钝头尖端。该定位可以使用成像、通过记录穿透深度(例如通过使用设置在手术套管上的标记)或任何合适的技术来确定。图3示出了在人体骨盆上的S2A1螺钉放置过程中带有放置在摩擦夹具内的套管的手术引导装置的典型放置。

一旦套管被合适地定位，摩擦夹具可被拧紧，以防止套管进一步前进。在优选实施例中，这种拧紧可以通过释放施加到摩擦夹具的一部分上的手动压力来实现。一旦套管被如此固定，稳定针、线和/或中空螺钉可被推进通过套管的入口和内部通道，通过套管的出口退出，该套管被正确定位以插入骨盆的骨材料中。

在一些实施例中，在将针、线或螺钉插入骨盆中之后，可以抽出套管，并且为了插入第二稳定针、线和/或中空螺钉，重新定向瞄准引导件或装置。在一些实施例中，在不将钝头探针的钝头尖端从期望的解剖标记移开的情况下，例如通过旋转瞄准引导件同时保持钝头探针抵靠骨头的位置来实现重新定向。在其他实施例中，在重新插入套管之前，钝头探针的钝头尖端可以移动到不同的期望解剖目标。在这样的实施例中，钝头探针可以通过最初的切口取出，并通过新的切口重新插入，或者钝头尖端可被推进到新的解剖目标，同时通过平移钝头探针的钝头尖端穿过骨盆表面来插入。

如上所述，钝头探针具有钝头尖端，其设计成不会穿透骨头或损坏骨盆骨的相对较薄的皮质。这种钝头尖端可以是基本平的(例如偏离垂直于钝头探针主轴定向的平面小于10％)。可替代地，钝头尖端可以是圆形的。例如，钝头探针可以具有圆形横截面，该圆形横截面随着远离其与手柄的联接点而沿着探针的长度减小。这种钝头探针的钝头尖端可以具有小于钝头探针最大半径的约25％、20％、15％、10％或5％的半径(对于平的尖端)或曲率半径(对于圆形尖端)，或者位于这些值之间的任何范围内。钝头探针可被设计成通过皮肤中的小切口(例如小于1cm)插入，并通过钝头解剖穿过骨盆附近的更深肌肉组织前进，从而最小化对骨表面和/或肌肉组织的损伤。这种钝头探针配置成根据线、针或中空螺钉的期望方向而被置于与骨骨盆的一个或多个特定标志接触。

如上所述，手柄具有摩擦或压力夹具，其允许通过夹具开口插入的手术套管的可滑动定位。这种套管可以滑动到期望的位置，当套管被锁定到位时，用户可以使用该位置来观察引导针的进入点。在优选实施例中，当手指压力施加到摩擦夹具上时，套管可以滑动，并且当这种手指压力被释放时，套管被固定就位。

当定位在期望的定向时，期望直径的引导针或螺钉可以在经由套管定位时钻入骨中，垂直于钝头探针定向，并且在距钝头探针的钝头尖端小于2cm、从0.5cm到2cm或优选从10到15mm的距离处。

在一些实施例中，探针也可以是中空的(即包括入口、端部出口和连接入口和出口的内部通道)，以允许放置稳定装置(比如K线),用于暂时稳定螺钉引导导针的套管插入。

如上所述，在一些实施例中，钝头探针和/或套管的位置可以通过成像来确定。为此，引导装置和/或套管的全部或一部分可以包括不透射线的材料(例如不锈钢)。在一些实施例中，本发明构思的设备和/或系统可以完全由不透射线的材料构成。在其他实施例中，本发明构思的设备和/或系统可以由射线可透过的材料(例如聚合物)构成，并结合不透射线的部分用于成像目的。类似地，在一些实施例中，本发明构思的设备和系统的钝头探针和/或套管可以包括沿其长度的可见标记，该标记为使用者提供关于插入深度的信息，以便于正确定位。

在实践中，在骨盆中放置螺钉的装置有多种用途，包括定位和插入S2骶髂螺钉(后进入)、后柱螺钉(顺行骨盆边缘插入)、前柱螺钉(顺行回肠外台插入)、髂骨柱螺钉(逆行AIIS插入)、髂骨柱螺钉(顺行PUS插入)和/或后柱螺钉(逆行坐骨结节插入)。

对于本领域技术人员来说，显而易见的是，在不脱离这里的发明构思的情况下，除了已经描述的那些之外，更多的修改是可能的。因此，除了所附权利要求的精神之外，本发明的主题不受限制。此外，在解释说明书和权利要求时，所有术语应该以与上下文一致的最广泛的可能方式来解释。特别地，术语“包括”和“包含”应被解释为以非排他的方式指代元件、部件或步骤，表示所引用的元件、部件或步骤可以存在、使用或与没有明确引用的其他元件、部件或步骤相结合。在说明书权利要求涉及从由A、B、C....和N构成的组中选择的至少一个事物时，文本应被解释为只需要该组中的一个元素，而不是A加N或B加N等。

Claims (14)

1.一种用于相对于人体骨盆定位手术器械的手术器械引导装置，包括：

手柄，具有第一末端和第二末端；

钝头探针，位于第一末端处并包括钝头尖端，所述钝头探针笔直；以及

摩擦夹具，位于第二末端处并配置成可滑动地接合手术器械，其中，所述摩擦夹具定向成使手术器械在与摩擦夹具接合时垂直于钝头探针定向，所述摩擦夹具与所述钝头探针相对定向保持恒定，

其中，所述钝头尖端具有小于钝头探针最大半径的25％的半径或小于等于钝头探针最大半径的25％的曲率半径。

2.根据权利要求1所述的手术器械引导装置，其中，所述摩擦夹具的尺寸适于可滑动地接合手术套管。

3.根据权利要求1或2所述的手术器械引导装置，其中，所述钝头尖端是基本平的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的手术器械引导装置，其中，所述钝头尖端是圆形的。

5.根据权利要求4所述的手术器械引导装置，其中，所述钝头探针具有圆形横截面，该圆形横截面随着距所述第一末端的距离增加而减小，并且其中，所述钝头尖端的曲率半径小于或等于圆形横截面的最大半径的约25％。

6.根据权利要求5所述的手术器械引导装置，其中，所述钝头尖端的曲率半径是所述圆形横截面的最大半径的5％至25％。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的手术器械引导装置，其中，所述钝头探针是中空的。

8.一种用于人体骨盆的手术器械组件，包括：

手术套管，包括出口；以及

手术器械引导装置，包括：

手柄，具有第一末端和第二末端；

钝头探针，位于第一末端处并包括钝头尖端，所述钝头探针笔直；以及

摩擦夹具，位于第二末端处并配置成可滑动地接合手术套管，其中，所述摩擦夹具定向成使手术套管在与摩擦夹具接合时垂直于钝头探针定向，所述摩擦夹具与所述钝头探针相对定向保持不变，

其中，所述钝头尖端具有小于钝头探针最大半径的25％的半径或小于等于钝头探针最大半径的25％的曲率半径，

其中，当手术套管完全插入摩擦夹具中时，手术套管的出口位于钝头尖端的2cm内。

9.根据权利要求8所述的手术器械组件，其中，所述手术套管包括入口以及连接所述入口和出口的内部通道，其中所述入口、内部通道和出口的尺寸适于引导手术针或手术螺钉。

10.根据权利要求8或9所述的手术器械组件，其中，所述钝头尖端是基本平的。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的手术器械组件，其中，所述钝头尖端是圆形的。

12.根据权利要求11所述的手术器械组件，其中，所述钝头探针具有圆形横截面，该圆形横截面随着距所述第一末端的距离增加而减小，并且其中，所述钝头尖端的曲率半径小于或等于圆形横截面的最大半径的约25％。

13.根据权利要求11所述的手术器械组件，其中，所述钝头尖端的曲率半径是圆形横截面的最大半径的5％至25％。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的手术器械组件，其中，所述钝头探针是中空的。