用于微创脊柱手术的手术套件制造技术

本发明专利技术涉及一种手术套件，其用于执行微创脊柱手术。所述手术套件包括位置检测系统，所述位置检测系统被配置成从接收到的传感器信号检测定位器在所述位置检测系统的坐标系中的位置和取向。所述手术套件还包括传感器载体，所述传感器载体被配置成可移除地布置在医疗器械的内腔中，所述传感器载体具有至少两个定位器，所述定位器各自被配置成提供表示相应的定位器的位置和取向的传感器信号。此外，所述手术套件包括多个具有内腔的医疗器械，所述传感器载体可以可移除地布置在所述内腔中以将相应的医疗器械连接到所述位置检测系统。将相应的医疗器械连接到所述位置检测系统。将相应的医疗器械连接到所述位置检测系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于微创脊柱手术的手术套件


[0001]本专利技术涉及一种用于执行微创脊柱手术的手术套件。本专利技术还涉及一种用于移除椎间盘和/或周围身体组织的至少一部分的方法。本专利技术还涉及一种用于融合至少两个椎骨的方法。

技术介绍

[0002]为了帮助外科医生在手术程序中使用医疗器械，已知跟踪医疗器械在患者体内的位置，并且在监视器上的例如患者的模型的截面图像中显示医疗器械的位置。
[0003]为此，使用通常包括位置检测系统、监视器和一个或多个定位器的手术导航系统。位置检测系统可以是例如光学位置检测系统、基于超声波的位置检测系统，或电磁位置检测系统。位置检测系统通常被配置成确定定位器的位置和取向。定位器可以安装在医疗器械上以允许借助于位置检测系统跟踪医疗器械。
[0004]举例来说，已知电磁位置检测系统具有用于生成交变电磁场的场发生器。与电磁位置检测系统一起使用的医疗器械配备有通常包括一个或多个传感器线圈的定位器。
[0005]当暴露于交变电磁场时，在定位器的传感器线圈中感应电压，该电压取决于相应的传感器线圈在交变电磁场中的位置和取向。利用位置检测系统，可以从传感器线圈抽取表示感应到的电压的传感器信号，并对该传感器信号进行分析以确定定位器的位置和取向。通常，相对于参考定位器(有时称为患者定位器)的位置和取向，确定医疗器械的定位器的位置和取向，所述参考定位器同样可以包括传感器线圈并且相对于患者保持固定。
[0006]为了计算配备有定位器的医疗器械相对于位置检测系统的位置和取向，通常需要将医疗器械的尖端的位置校准到定位器的位置。为此，通常采用相对于位置检测系统具有已知位置和取向的校准装置。例如，校准装置同样可以配备有定位器，可以用位置检测系统确定该定位器的位置和取向。通过校准，可以建立有时称为校准矩阵的变换函数，其表示医疗器械的定位器的位置和取向与医疗器械的尖端之间的空间关系。所建立的变换函数可以在导航程序期间使用，以用于在监视器上的患者的模型的截面图像中显示医疗器械的尖端的位置。
[0007]为了在导航系统的监视器上的患者的模型的截面图像中显示医疗器械的位置，通常还需要将患者模型配准到患者。通常，患者的模型是断层扫描图像，其从术前通过断层扫描，例如经由计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)或C臂荧光成像获得的患者的二维、三维或四维图像生成。配准是指获得患者在真实空间(有时也称为患者空间)与患者模型的位置和取向之间的空间相关性，所述患者模型最初根据用于生成患者模型的相应的二维、三维或四维图像的坐标系中的坐标来定义。
[0008]在已校准医疗器械并且已配准患者模型后，医疗器械的位置可以显示在患者模型的截面图像中以在视觉上辅助外科医生导航医疗器械。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供了一种用于执行微创脊柱手术的改进的手术套件。本专利技术的目的是还提供了一种用于治疗椎间盘突出的改进的方法。本专利技术的另一目的是提供了一种用于脊柱融合的改进的方法。
[0010]根据本专利技术，提出了一种用于执行微创脊柱手术的手术套件，所述手术套件包括位置检测系统、传感器载体以及彼此不同并且各自具有内腔的多个医疗器械，所述传感器载体可以可移除地布置在所述内腔中以将相应的医疗器械连接到位置检测系统。
[0011]所述手术套件的传感器载体被配置为可移除地布置在所述多个医疗器械中的一个医疗器械的内腔中。所述传感器载体具有至少两个定位器，所述至少两个定位器的位置和取向可以用位置检测系统确定。所述传感器载体的定位器各自被配置成提供表示相应的定位器的位置和取向的传感器信号。配备有传感器载体的医疗器械可以连接到所述位置检测系统。在将传感器载体布置在医疗器械的内腔中的情况下，可以由位置检测系统根据所提供的传感器信号确定传感器载体的定位器的位置和取向。从所确定的传感器载体的定位器的位置和取向，可以由位置检测系统计算医疗器械的位置和取向。
[0012]优选地，传感器载体的定位器中的第一定位器布置在传感器载体的远端处或至少靠近传感器载体的远端，即在距传感器载体的远端5mm或更小的距离处。定位器中的第二定位器朝向传感器载体的近端布置在距第一定位器一距离处。
[0013]优选地，至少两个定位器布置在传感器载体的远端区域内，远端区域从传感器载体的远端一直延伸到至少两个定位器中的更靠近传感器载体的近端布置的定位器的近端。换句话说，远端区域优选地包括传感器载体的在传感器载体的远端与至少两个定位器中的更靠近近端布置的定位器的近端之间延伸的区段。
[0014]优选地，至少传感器载体的第一定位器和第二定位器各自被配置成用作5DOF(自由度)传感器。优选地，至少两个定位器还以组合形式被配置成用作5DOF传感器。可以通过采用一个或多个传感器线圈来实现5DOF传感器。
[0015]可以用电磁位置检测系统来确定包括一个或多个传感器线圈的定位器的位置和取向，所述电磁位置检测系统具有用于生成交变电磁场的场发生器。如果定位器包括暴露于交变电磁场的一个或多个传感器线圈，则传感器信号可以从传感器线圈中的每个传感器线圈抽取，传感器信号表示相应的传感器线圈在电磁场中的位置和取向。所抽取的传感器信号可以经由有线连接或经由无线连接传输到位置检测系统。
[0016]手术套件的位置检测系统被配置成从接收到的传感器信号检测定位器在位置检测系统的坐标系中的位置和取向。优选地，手术套件的位置检测系统是电磁位置检测系统，所述电磁位置检测系统包括用于生成交变电磁场的场发生器，并且还包括用于处理传感器信号的信号处理单元。可以根据所抽取的传感器信号确定各自具有一个或多个传感器线圈的至少两个定位器在交变电磁场中的位置和取向，所抽取的传感器信号表示由电磁场在所述传感器线圈中感应到的电压。位置检测系统的信号处理单元通常包括模拟数字转换器和数字信号处理器。
[0017]为了将医疗器械连接到电磁位置检测系统，传感器载体的定位器中的至少一个优选地包括至少一个传感器线圈。使用一个传感器线圈，只能确定五个自由度。不能确定第六自由度，即围绕传感器线圈的纵向轴线的旋转。可以这样的方式实现6DOF传感器：传感器载
体的定位器包括以彼此成一定角度，例如彼此正交布置的至少两个传感器线圈。还可以这样的方式实现6DOF传感器：传感器载体具有各自具有传感器线圈的两个定位器，其中，定位器的传感器线圈被布置成使得其纵向轴线包围非零角度，优选90
°
的角度。
[0018]传感器载体还可包括至少第三定位器，该至少第三定位器被配置成提供表示第三定位器的位置和取向的传感器信号。优选地，第三定位器朝向传感器载体的近端布置在距第一定位器和第二定位器一距离处。优选地，第三定位器布置在传感器载体的近端处或至少靠近传感器载体的近端布置。
[0019]至少两个定位器可单独或与至少第三定位器组合用于弯曲检测。如果传感器载体插入刚性医疗器械的内腔中，则在插入过程中，可以检测定位器相对于其相对于彼此的相对位置的取向和/或位置的变化。检测到的变化可用于确定医疗器械中的弯曲，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于执行微创脊柱手术的手术套件，所述手术套件包括
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位置检测系统，所述位置检测系统被配置成从接收到的传感器信号检测定位器在所述位置检测系统的坐标系中的位置和取向，
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传感器载体，所述传感器载体被配置成可移除地布置在医疗器械的内腔中，所述传感器载体具有至少两个定位器，所述定位器各自被配置成提供表示相应的定位器的位置和取向的传感器信号，以及
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多个具有内腔的不同医疗器械，所述传感器载体可以可移除地布置在所述内腔中以将相应的医疗器械连接到所述位置检测系统。2.根据权利要求1所述的手术套件，其中所述多个具有内腔的医疗器械中的一个医疗器械是
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进入针，所述进入针具有从所述进入针的远端延伸到其近端的内腔，所述进入针被配置成被引导至患者体内的目标位置。3.根据权利要求1或2所述的手术套件，其中所述多个具有内腔的医疗器械包括以下中的至少一者
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导丝，所述导丝被配置成插入所述进入针的内腔中，
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导向杆，所述导向杆具有内腔并且被配置成在所述导丝上方前进，
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至少一个扩张管，所述至少一个扩张管被配置成在所述导向杆上方前进并且用于扩张到目标位置的进入路径，
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工作管，所述工作管被配置成在所述至少一个扩张管上方前进并且为医疗器械提供工作通道，其中所述工作管在其远端处成形为使得其能够锚定到患者的骨骼，
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扩孔器，所述扩孔器具有能够在其中布置内窥镜的内腔，并且被配置成布置在所述工作管的所述工作通道内部以形成中枢神经系统的后外侧进入通道，
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内窥镜，所述内窥镜具有用于插入另一医疗器械的至少一个内窥镜工作通道，所述内窥镜被配置成在患者体内进行医疗成像，或者
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医疗器械，所述医疗器械被配置成布置在所述内窥镜的工作通道内部并且移除椎间盘和/或周围身体组织的至少一部分。4.根据前述权利要求中至少一项权利要求所述的手术套件，其中所述多个具有内腔的医疗器械包括以下中的至少一者
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脊柱笼，所述脊柱笼被配置成当布置在相应的椎骨之间时恢复两个椎骨之间的椎间盘空间，
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具有椎板螺钉的椎板螺丝刀，所述螺丝刀具有从所述螺丝刀的近端延伸到所述椎板螺钉的远端的内腔，所述螺丝刀被配置成将所述椎板螺钉锚定到椎骨的椎板中，
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丝锥，所述丝锥用于在椎骨中攻出孔以锚定骨螺钉，或者
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具有椎弓根螺钉的椎弓根螺丝刀，所述螺丝刀具有从所述螺丝刀的近端延伸到所述椎弓根螺钉的远端的内腔，所述螺丝刀被配置成将所述椎弓根螺钉锚定到椎骨的椎弓根中。5.根据前述权利要求中至少一项权利要求所述的手术套件，其中
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所述定位器中的第一定位器布置在所述传感器载体的远端处或至少靠近所述传感器载体的远端，并且所述定位器中的第二定位器朝向所述传感器载体的近端布置在距所述第
一定位器一距离处，并且所述传感器载体还包括
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海波管，所述海波管从所述传感器载体的所述远端延伸到所述近端并且包围所述至少两个定位器。6.根据前述权利要求中至少一项权利要求所述的手术套件，包括至少第三定位器，所述至少第三定位器被配置成提供表示所述第三定位器的位置和取向的传感器信号，所述第三定位器朝向所述传感器载体的近端布置在距所述第一定位器和所述第二定位器一距离处。7.根据前述权利要求中至少一项权利要求所述的手术套件，包括医疗器械识别装置，所述医疗器械识别装置包括
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校准装置，所述校准装置被配置成使得其在所述位置检测系统的坐标系中的位置和取向能够由所述位置检测系统确定，
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校准单元，所述校准单元被配置成通过基于所述校准装置的位置和取向以及由所述位置检测系统确定的所述两个定位器中的至少一个的位置和取向来计算所述医疗器械的尖端与所述两个定位器中的至少一个之间的距离，校准在其内腔中布置有所述传感器载体的医疗器械，以及
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医疗器械识别单元，所述医疗器械识别单元被配置成至少根据所计算的距离确定所述医疗器械的内腔的长度，并且使用所确定的所述内腔的长度来识别所述医疗器械。8.根据权利要求7所述的手术套件，其中所述校准单元被配置成基于所述至少两个定位器的位置来确定医疗器械的虚拟纵向轴线。9.一种移除椎间盘和/或周围身体组织的至少一部分的方法，所述方法包括以下步骤
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提供传感器载体，所述传感器载体被配置成可移除地布置在医疗器械的内腔中，所述传感器载体具有至少两个定位器，所述定位器各自被配置成提供表示相应的定位器的位置和取向的传感器信号，
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将所述传感器载体插入进入针的内腔中，
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校准布置有传感器载体的所述进入针，
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在患者体内将布置有传感器载体的所述进入针导航至脊柱的椎骨，并且同时根据传感器信号确定所述至少两个定位器的位置和取向，并且使用所确定的所述定位器的位置和取向在监视器上可视化的患者模型中指示所述进入针的至少尖端的位置，
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从所述进入针的内腔移除所述传感器载体，并且随后将导丝插入所述进入针的内腔中，
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从所述导丝移除所述进入针，使得仅所述导丝保留在所述患者体内，
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将所述传感器载体插入导向杆的内腔中，并且校准所述导向杆，
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从所述导向杆移除所述传感器载体，并且使所述导向杆在所述导丝上方前进，一直到所述椎骨，
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从所述导向杆移除所述导丝，并且将所述传感器载体插入所述导向杆中，
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将布置有传感器载体的所述导向杆导航至所述椎骨的关节突关节，并且同时确定所述至少两个定位器的位置和取向，并且使用所确定的所述定位器的位置和取向在监视器上可视化的患者模型中指示所述导向杆的至少远侧尖端的位置，
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从所述导向杆移除所述传感器载体，
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使至少一个扩张管在所述导向杆上方前进，其中所述扩张管被配置成扩张到所述椎骨的进入路径，
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将所述传感器载体插入工作管的内腔中，其中所述工作管在其远端处成形为使得所述工作管在其远端处可锚定到患者的骨骼，
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校准所述工作管，从所述工作管移除所述传感器载体，
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使所述工作管在所述扩张管上方朝向所述关节突关节前进，
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移除所述导向杆和所述扩张管，
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【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：因特尔赛克特耳鼻喉国际有限责任公司，
类型：发明
国别省市：