用于执行外科手术的患者匹配型器械以及方法技术

在此披露了一种用于开发在一个或多个外科手术中使用的定制器械的系统和方法。该系统和方法结合患者的独特解剖学特征或形态。根据优选实施例，该定制器械包括多个互补表面。因此，每个器械可以绕患者自身的解剖学构造进行匹配和定向、并且可以进一步提供任何所希望的轴向对齐或插入轨迹。在替代性实施例中，该器械可以进一步与在外科手术过程中使用的至少一个其他器械对齐和/或匹配。

Patient matching apparatus and method for performing surgery

Disclosed herein is a system and method for developing a custom device for use in one or more surgical procedures. The system and method combined with the patient's unique anatomical features or morphology. According to a preferred embodiment, the customization device includes a plurality of complementary surfaces. Therefore, each instrument can be matched and oriented around the patient's own anatomical structure, and can further provide any desired axial alignment or insertion trajectory. In an alternative embodiment, the apparatus may further align and / or match with at least one other device used in the surgical procedure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本披露涉及医疗装置领域并且总体上针对可配置为基于患者的独特解剖学特征在外科设施中针对特定患者使用的器械、及其制造和使用方法。相关申请的交叉引用本申请是2013年3月15日提交的美国专利申请号13/841,069的部分继续申请。本申请还要求2013年6月7日提交的美国临时专利申请号61/832,583、2013年7月12日提交的61/845,463、以及2013年9月13日提交的61/877,837的优先权。这些申请通过援引以其全部内容并入本文。
技术介绍
鉴于外科手术的复杂性和在这些手术中所使用的不同的工具、仪器、植入物和其他的装置，以及接纳那些工具、仪器、植入物和装置的患者之间的变化的解剖学差异，对于创建考虑了具体患者的独特且有时不规则的解剖学特征的外科手术计划通常是有挑战的。例如，在椎体中植入椎弓根螺钉(作为附属物或独立的稳定机构)已经在治疗多种不同脊柱疾病的外科医生中被广泛接受，并且虽然多种不同椎弓根螺钉结构的性能已经变得可预测，但对于这些椎弓根螺钉或其他骨锚的放置和插入仍然存在多重挑战。这些挑战出现在由于以前的外科手术使得外科医生不能参照骨骼标志或者患者的解剖学构造(anatomy)在形状上不规则时。现在外科医生具有容易地将磁共振成像(MRI)数据或计算机断层摄影(CT)数据转换成由计算机辅助设计(CAD)程序和/或有限元建模(FEM)程序可读的数据集的能力，然后该数据集可以用来创建例如定制植入物，该植入物是基于与之相关联的解剖学结构的动态性质的。虽然这种数据目前被外科医生使用在外科手术规划中，但是在很大程度上还没有用于创造一套定制的被设计为与患者的独特解剖学构造互补的仪器或其他外科装置。现有技术未能传授一种用于基于源自MRI或CT扫描的数据集来创建一套外科器械的系统。例如，使用针对椎体的患者特定数据集可以允许外科医生适应在板或其他骨锚的位置和取向方面的细微变化，以避免特定的骨骼解剖学构造或在邻接的椎体的定位和对齐中的不规则性。作为另一个实例，使用这些数据集还可以辅助外科医生针对可植入装置选择所希望的轨迹，以避免例如在实际手术中跨越椎弓根壁以及破坏椎管。使用这些数据集容许外科医生通过创建定制的工具和仪器来避免这些错误类型，这些工具和仪器可以包括取向、末端停止件或其他与安全相关的特征以避免任何可植入装置的过度扭矩和过度插入。这些数据集还容许外科医生创建被定向成与由该数据集代表的一个或多个解剖学特征相匹配的患者接触表面、并且由此以适当的位置和取向快速和有效地定位和放置该一个或多个患者接触表面。因此，有利的是提供适合用于外科手术的器械，该器械被适配成和/或被配置成和/或能够顺应具体患者的多个解剖学特征和/或顺应一个或多个另外的器械，以便辅助外科医生安全且有效地完成该一个或多个外科手术，并且另外地即使不消除也显著地减少以上指出的这些问题和风险。通过阅读本专利技术的
技术实现思路
和详细说明部分以及所附权利要求书，优于现有技术的其他优点将为人所知。
技术实现思路
根据本披露的一个方面，描述了一种新颖的用于开发在一个或多个外科手术中使用的定制器械的系统和方法。根据这个实施例的系统和方法使用可以源自捕获MRI数据或CT或其他数据的患者独特形态，来导出一个或多个“患者匹配型”器械，这些器械包括基于来自该MRI或CT数据的多个数据点的互补表面。每个“患者匹配型”器械是绕患者自身的解剖学构造、希望的插入轨迹(可以在术前设置中使用3DCAD软件、例如在WO2008027549中披露的软件来验证，该文献通过援引以其全部内容并入本文)、并且根据在此描述的一个实施例是绕在该外科手术中使用的其他器械来匹配和定向的。通过提供额外的背景、上下文并且为了进一步满足35U.S.C.§112的书面说明书要求，出于解释小切口、小创伤、或微创手术(“MIS”)并且进一步描述通常与之相关联的这些不同工具和其他器械这一明确目的，将以下文献通过援引以其全部内容并入本文：授予Smith等人的美国专利号6,309,395；授予Smith等人的美国专利号6,142,998；授予Kemppanien等人的美国专利号7,014,640；授予Funk等人的美国专利号7,406,775；授予Michelson的美国专利号7,387,643；授予Ferree的美国专利号7,341,590；授予Michelson的美国专利号7,288,093；授予Ritland的美国专利号7,207,992；授予ByrdIII等人的美国专利号7,077,864；授予Ferree的美国专利号7,025,769；授予Cornwall等人的美国专利号6,719,795；授予Michelson的美国专利号6,364,880；授予Suddab的美国专利号6,328,738；授予Marino的美国专利号6,290,724；授予Sand的美国专利号6,113,602；授予Marino的美国专利号6,030,401；授予Bryan等人的美国专利号5,865,846；授予Ojima等人的美国专利号5,569,246；授予Ray的美国专利号5,527,312；以及授予Michelson的美国专利申请号2008/0255564。多种不同的外科手术可以是通过将杆或板、螺钉或其他装置引入邻接的骨骼解剖学构造以便将例如椎骨的多个不同部分连结至相邻椎骨上的对应部分来完成。MIS手术通常在患者的骶髂区域、腰椎、胸椎、或颈椎区域中进行。在这个区域中进行的MIS手术通常被设计成停止和/或消除该节段中的所有运动，这是通过毁坏该节段中的一些或所有关节并且进一步利用骨移植材料和/或刚性可植入固定装置来紧固相邻椎骨实现的。通过消除移动，可以减少或避免背痛以及进一步的退行性椎间盘疾病。融合要求用于触及椎骨的工具，例如用于MIS手术的外科插管，以及用于植入所希望植入物、生物活性材料的其他工具。这些工具通常要求引入额外的工具以准备用于植入的部位。这些工具可以包括钻、钻引导件、清创工具、灌注装置、虎钳、夹具、插管、以及其他插入/缩回工具。脊柱外科手术和其他外科手术可以通过多种不同的MIS手术来进行，这与典型地要求切割肌肉、去骨、以及缩回其他天然要素的常规外科手术和方法不同。在MIS手术的过程中，通过使用牵开器管或开口来实施对患者解剖学构造具有较小毁坏的入路，这利用了解剖学和当前技术以限制对干预结构的损坏。在脊柱上进行的典型MIS手术中，以荧光镜透视检测方式建立骨骼标志并在这些标志上制造小切口。根据本领域已知的多种不同方法，应用一系列扩张器直到在该解剖学结构上放置一个或多个插管。在一些手术中，接着将显微镜放置在手术部位上以提供照明和对解剖学部位的三维视图的放大，以便确保外科医生能够准确地定位所希望的患者解剖学构造并且恰当地定位和定向在该MIS手术中使用的任何工具、仪器或其他外科装置。然而显微镜是昂贵且不广泛的装置，要求外科医生的背和颈进行不舒服的回转以便获得必须的视图，并且遮盖起来也是麻烦的事(必须将大的无菌塑料袋放在这个八英尺高的结构上)。由于显微镜的大小，使用足够的照明也是困难的。进行MIS手术、尤其是在脊柱上的MIS手术的过程中触及椎间隙的主要危险在于无意地接触或伤害椎旁神经，包括发出神经根(exi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在微创外科手术中使用的外科装置，包括：具有近端和远端的一个或多个引导件，该远端包括多个相异的且独立的患者接触表面，这些患者接触表面被形成为与患者的多个相应解剖学特征基本上一致；选择性地可附接至该一个或多个引导件的近端上的联接构件；其中该联接构件被配置成选择性地附接至至少第二引导件上；其中该外科装置被配置成用于接触患者的对应解剖学特征以确保该外科装置的恰当对齐和放置；并且其中该一个或多个引导件在与该联接构件相联接时被定向在预先确定的方向上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 US 14/298,6341.一种在微创外科手术中使用的外科装置，包括：具有近端和远端的一个或多个引导件，该远端包括多个相异的且独立的患者接触表面，这些患者接触表面被形成为与患者的多个相应解剖学特征基本上一致；选择性地可附接至该一个或多个引导件的近端上的联接构件；其中该联接构件被配置成选择性地附接至至少第二引导件上；其中该外科装置被配置成用于接触患者的对应解剖学特征以确保该外科装置的恰当对齐和放置；并且其中该一个或多个引导件在与该联接构件相联接时被定向在预先确定的方向上。2.如权利要求1所述的外科装置，其中该一个或多个引导件被配置成用于接纳：骨锚、植入物、钻、粗锉刀、刀片、螺丝刀、刮匙、牵开器、牵张器、挺子、或者清创仪。3.如权利要求1所述的外科装置，其中该一个或多个引导件是基本上圆柱形的，以便用作管状牵开器或与之相连。4.如权利要求1所述的外科装置，其中该装置是由选自下组的材料制成的，该组由以下各项构成：不锈钢、钛合金、铝合金、铬合金、PEEK材料、碳纤维、ABS塑料、聚氨酯、树脂、包裹纤维的树脂材料、橡胶、胶乳、合成橡胶、聚合物、以及天然材料。5.一种根据特定患者的解剖学数据形成的外科装置，包括：该外科装置的中间本体，该中间本体具有近端和远端；至少一个患者特异性元件，该至少一个患者特异性元件选择性联接至该中间本体远端上并且被配置成定位在与该患者特异性元件相对应的患者特异性解剖学特征上；该中间本体进一步包括被配置成用于接纳至少一个插入物的中央孔；该至少一个插入物包括用于接纳仪器或植入物的孔口；其中该至少一个插入物的孔口被定制成用于仅将仪器或插入物接纳到该孔口内的预先确定的深度。6.根据权利要求5所述的外科装置，进一步包括选择性地可附接至该中间本体近端上的至少一个联...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·弗雷，本杰明·梅杰斯，查尔斯·奥尼尔，杰夫·赖，鲁斯·吕丁，
申请(专利权)人：乔治·弗雷，
类型：发明
国别省市：美国;US