专利名称：监控器具穿刺进入解剖结构的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及脊柱外科手术的领域，并且更具体地讲涉及在脊椎、颈部、胸部、腰部、骶骨或髂骨手术过程中穿刺器具的监控。
背景技术：
现有技术已经公知用于跟踪在解剖结构更具体地讲在骨结构内器具的穿刺的装置。
我们知道欧洲专利公开文献EP0607688中描述了植入脊椎椎弓根螺钉(pedicular vertebral screw)的方法和系统，其包括施加电势至腔体的表面，并观察由这种刺激所引起的肌肉反应。
我们还知道这样一种方法，其包括利用声频探测器(sound)测量所研究的骨腔附近区域的阻抗的修正，所述探测器包含与骨腔的壁接触的电极，以及安放在患者身上的第二电极。目的是例如在准备于脊椎骨中植入椎弓根螺钉的手术过程中检测骨质(bone matter)内的间隙。
很难解读利用这种该方法所采集的信息，这是因为两个电极之间所测量的阻抗被与探测器穿刺进入腔体中的变化有关的人为现象所干扰。空气、肌肉组织、骨组织和间隙的电阻率不同，测得的信号是多个参数的结果，其中所述参数部分掩盖了与间隙附近的探测器的电极通路对应的有用信息。
另外，所提出的装置不是非常实用，因为它首先需要校准(相对于软组织的基准)。
最后，这种装置因为有外部电缆的存在而仍不是非常易于操作。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种改进的装置而改正这些缺点，所述装置的输出信号不受由于穿刺器具的进入深度而导致变化的影响。
本发明的另一个目的是提出一种不需要外部电缆的独立装置。
本发明还旨在提出这样一种装置，其通过通知手术医生间隙的形成而提供改进的和更安全的钻孔状态。
为此，根据其最广泛的意义，本发明涉及一种监控器具穿刺进入解剖结构更具体地讲骨结构中的装置，其包括对位于所述器具上的至少两个电极供电的电源，以及测量所述电极之间的阻抗的测量器件，并且应该清楚的是，所述电极位于所述穿刺器具上，从而具有与所述穿刺器具进入所述骨结构中的程度相关的重合和恒定接触表面。
更具体地讲，在所述穿刺器具进入的过程中电极的接触表面的不变性是由所述表面的尺寸相对于所述穿刺器具在骨结构内形成孔的尺寸设置而得到的，这是因为所述接触表面的尺寸不应超过由所述穿刺器具所形成的孔的尺寸。
术语“接触表面”指的是这样的情况，即与电极重合的表面的尺寸小于由所述穿刺器具所形成的孔的尺寸。
优选地，所述装置包括与所述穿刺器具的远端表面相重合的电极。
远端表面是指所述穿刺器具的远端的表面。
根据本发明的第一改型，所述装置包括两个与所述穿刺器具的远端表面相重合的电极，由此所述电极同轴布置且被绝缘体隔开。
根据本发明的一个改型，所述装置包括两个与所述穿刺器具的远端表面相重合的电极，由此所述电极相对于所述穿刺器具的纵向轴线对称布置。
根据本发明的另一改型，所述装置包括多个与所述穿刺器具的远端表面相重合的电极。
根据本发明的有利实施方式，所述装置包括至少一个这样的电极，其包括与所述穿刺器具侧向相重合的接触表面。
有利地，所述电极至少包括一个环形接触表面。
有利地，所述装置包括至少两个具有环形侧向接触表面的电极。
有利地，所述装置包括与所述穿刺器具的远端表面相重合的主电极，以及形成纵向间隔环形接触件的多个侧向重合的辅助电极。
根据本发明的有利实施方式，所述装置还包括发出信号的器件，在由所述测量器件检测到阻抗改变时，所述发出信号的器件产生信号。
有利地，所产生的信号是声信号，其频率和/或节奏随着所测量的阻抗而递减。优选地，频率和/或节奏以非线性的方式随着所测量的阻抗而减小。
因此，在所述器具离开骨结构时，快节奏的尖锐声信号产生。在所述器具穿刺并保持在骨结构中时，慢节奏的低频声信号产生。
有利地，所述装置包括用于通过附加器具的中心通道。
通过阅读下面的说明并参看附图将更好的理解本发明，其中图1A和1B分别示出了根据本发明的形成探察装置的钻孔器具的前侧视图和纵向视图；图2示出了钻孔器具的第一改型的前侧视图；图3示出了针对所测量的阻抗由探察装置发出的声信号所表示的曲线图；图4示出了钻孔器具的第二改型的纵向视图；图5示出了钻孔器具的第三改型的透视图；图6示出了包括分接件的穿刺器具的纵向剖视图；图7示出了根据钻孔器具的另一改型的穿刺器具的纵向视图。
具体实施例方式
根据本发明的装置，是监控器具穿刺进入人体或动物体的骨结构中的装置，其中所述骨结构具有至少两个不同电阻抗的区域。
位于所述穿刺器具1上的所述电极被构造成具有接触表面，其中所述接触表面在所述穿刺器具的穿刺过程中保持恒定。
所述电极分别连接至提供交流电的发电机，其包括测量两个电极之间的阻抗的电路(阻抗计)。
因此，因为椎弓根组织(pedicular tissue)的阻抗显著高于肌肉组织的阻抗，所以通过阻抗的降低而检测间隙。
所述装置还包括发出信号的器件，其在由阻抗计检测到阻抗的改变并且因而仪器穿刺进入软组织(骨髓、神经)区域中时产生特定的信号，以因而在骨皮质(bone cortex)内形成间隙。所述发出信号的器件包括发出诸如光的视觉信号、听觉信号和/或触觉信号(振动等)。
在以下说明检测间隙发出信号的操作原理的优选实例(图3)。
在以下的说明中，穿刺器具包括钻孔器具1。然而，以下提出的结构当然也适用于其它穿刺器具(刺入器具，刮除器具，刮铲器具(spatulage)等)图1A和1B示出了根据本发明的包括所述探察装置的钻孔器具1的第一结构。
在第一结构中，钻孔器具1在远端具有由两个圆形同心部分构成的电极2、3，内侧电极2与外侧电极3由绝缘环4隔开。
在该实施例中，电极2构成所述电子装置的正极，电极3构成负极。当然很明显地，这仅仅是一个实施例，本领域技术人员可以在不超出本发明的情况下制造正极由电极3构成而负极由电极2构成的电子装置。
每个电极2、3被布置成与所述钻孔器具1的远端表面重合。
为了避免任何信号干扰，与所述钻孔器具1的表面相重合的电极3的表面与在钻孔操作过程中在骨皮质中形成的孔的尺寸相比相对较小。
在器具1穿刺进入骨结构内的过程中，在阻抗计检测到所述电极2、3之间的阻抗发生改变时，所述发出信号的器件就发出信号，表明产生间隙。
这时，通知医师，钻孔器具1的端部刚刚离开骨皮质，以穿刺进入软组织的区域。如果医师希望这样，则然后医师调整钻孔器具1的路径使其返回至骨皮质。
图2示出了包括所述探察装置的钻孔器具1的第二结构。
在该第二结构中，穿刺器具1在其远端包括两个具有明显相同圆形部分的电极2、3。所述电极2、3有利地相对于钻孔器具1的纵向轴线对称布置。
因为所述电极2、3的位置已知，所以它们在远端上的部署提供关于间隙的位置的指示。实际上，所检测的间隙将这两个电极2、3之间，为此发出信号。
因为在此通过实例提出了电极的数量和形状，所以应该理解的是，所述穿刺器具1可包括更多数量的电极，并且它们的形状可不同。应该注意的是，所述器具1的端部布置的电极的数量越多，则间隙的测定体积的检测就越精确。
图3示出了依据电极之间所测量的阻抗由所述发出信号的器件发出的声信号的频率和/或节奏所代表的曲线图。
根据本发明的一个优选实施方式，与依据阻抗所发出的信号的频率和/或节奏相对应的曲线呈非线性递减(见图3)。因此，在穿刺器具位于骨皮质内时，电极之间所测量的阻抗对应于骨的阻抗，该阻抗保持相对恒定。所述发出信号的器件通过发出低频且慢节奏的信号而通知医师皮质内的准确位置。特别地，超过阻抗的特定值，与骨中所测量的阻抗对应，信号的频率以及节奏保持相对恒定。
然而，在器具的端部进入软组织周围时，通过信号的频率增加以及节奏加快通知医师这种情况。
因此，根据该结构，骨内的阻抗的小改变不能被听觉检测到(hear)，然而，与器具穿刺进入软组织周围中有关的阻抗的任何改变，无论多小，将强烈地被听觉检测到。
同样地，也可以制造具有其它功能的穿刺器具。
更具体地讲，所述钻孔器具1可有利地包括至少一个电极7，其与所述钻孔器具1的侧向表面相重合；以及两个电极5、6，它们以同心的方式布置在所述钻孔器具1的远端上(图7)。由于所述钻孔器具1的结构，因而将可以借助于电极6、7确定间隙的存在和方向，并且借助于电极5、6发出骨皮质的任何穿孔的信号。为此，包括伸向远端杆件的侧向电极的布置应该被避免。实际上，利用这种结构，不可能知道电极所检测的区域是横向的还是末端的。
有利地，电极可以布置在钻孔器具的侧向表面上，以便形成环形接触带，它们与钻孔器具1的表面相重合(图4)。
根据本发明的一个改型，电极将有利地以均匀分布的接触点的形式布置在钻孔器具1的表面上。电极的这种分布使其能够实现穿孔的测定体积的检测(图5)。因而，这种结构总是通知外科医生阻抗最小的区域。
图6还示出了构造用于刺入的穿刺器具的实施例。有利地，所述器具1包括点形式的远端，并且侧向壁包括切割止挡件。一个电极3设置在至少一个切割止挡件上。至少另一个电极2也被设置在所述器具1的点式远端上。因此，在刺入手术的过程中，不仅实时通知外科医生器具的端部与器具1上点形式的远端之间所引起的间隙的形成，还通知外科医生侧向相对于所述器具1的壁与至少一个切割止挡件之间所引起的间隙的形成。
通过示例说明了本发明。应该理解的是，在不脱离本专利的框架的前提下，本领域技术人员可以对本发明进行各种不同的改型。
权利要求
1.一种监控器具(1)穿刺进入解剖结构尤其是骨结构中的装置，所述装置包括对至少两个电极供电的电源，和测量所述电极之间的阻抗的测量器件，其特征在于，所述电极(2、3)位于所述穿刺器具(1)上，从而提供与所述穿刺器具(1)穿刺进入所述骨结构中的程度相关的重合和恒定接触表面。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与所述穿刺器具的远端表面相重合的电极。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括两个与所述穿刺器具(1)的远端表面相重合的电极，所述电极被同轴布置并由绝缘体(4)彼此相互隔开。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括两个与所述穿刺器具(1)的远端表面相重合的电极，所述电极相对于所述穿刺器具的纵向轴线是对称的。
5.根据前述权利要求任一所述的装置，其特征在于，还包括与所述穿刺器具(1)的远端表面相重合的多个电极。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括至少一个这样的电极，所述电极包含与所述穿刺器具(1)侧向相重合的接触表面。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电极至少包含一个环形接触表面。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，还包括至少两个包含侧环形接触面的电极。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一个与所述穿刺器具(1)的远端表面相重合的主电极，以及形成纵向间隔环形接触件的多个侧向重合的辅助电极。
10.根据前述权利要求任一所述的装置，其特征在于，还包括发出信号的器件，所述发出信号的器件在由所述测量器件测量所述阻抗而进行检测的过程中由于所述阻抗的改变而产生信号。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所产生的信号为声信号，其频率和/或节奏随着所测量的阻抗递减。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述频率和/或所述节奏以非线性的方式随着所测量的阻抗递减。
13.根据权利要求10至12任一所述的装置，其特征在于，在所述器具离开所述骨结构时所产生的信号是快节奏的尖锐声信号。
14.根据权利要求10至12任一所述的装置，其特征在于，在所述器具穿刺所述骨结构时所产生的信号是低频慢节奏的声信号。
15.根据前述权利要求任一所述的装置，其特征在于，所述装置是独立装置。
16.根据前述权利要求任一所述的装置，其特征在于，还包括用于通过附加器具的中心通道。
全文摘要
本发明涉及监控器具(1)穿刺进入解剖结构更具体的讲骨结构中的装置。本发明的装置包括对至少两个电极供电的电源，以及测量所述电极之间的阻抗的器件。本发明的特征在于，所述电极(2、3)位于所述穿刺器具(1)上，从而提供平齐的恒定接触表面，该表面与所述穿刺器具(1)被插入所述骨结构中的程度有关。
文档编号A61B17/88GK1929789SQ200580008231
公开日2007年3月14日 申请日期2005年2月11日 优先权日2004年2月11日
发明者莫里斯·布里昂, 热拉尔·瓦纳克, 多米尼克·珀蒂 申请人:脊骨技术公司