本公开总体上涉及用于治疗肌肉骨骼病症的医疗装置，并且更具体地涉及用于治疗脊柱的脊柱植入物系统和方法。
背景技术：
脊柱病变和病症，如脊柱侧凸和其他曲率异常、脊柱后凸、退行性椎间盘病症、椎间盘突出、骨质疏松症、脊柱前移、狭窄、肿瘤和骨折可能由包含创伤、疾病和由损伤和衰老引起的退行性病状等因素引起。脊柱病症通常会导致包含畸形、疼痛、神经损伤以及部分或完全丧失活动能力在内的症状。
非外科治疗(如药物治疗、康复和锻炼)可能是有效的，但是可能无法缓解与这些病症相关联的症状。这些脊柱病症的外科治疗包括矫正、融合、固定、椎间盘切除术、椎板切除术和可植入假体。作为这些外科治疗的一部分，如椎骨杆的脊柱构造通常用于为治疗区域提供稳定性。当开始愈合时，杆将应力重新引导远离受损或有缺陷的区域，以恢复适当的对准并通常支撑椎骨构件。在外科治疗期间，一个或多个杆和骨紧固件可以被递送到外科部位。杆可以经由紧固件附接到两个或更多个椎骨构件的外部。外科治疗可以采用外科器械和植入物，所述外科器械和植入物被操纵用于与椎骨接合以定位和对准一块或多块椎骨。本公开描述了对这些现有技术的改进。
技术实现要素：
在一个实施例中，提供一种外科器械。所述外科器械包括第一构件，所述第一构件包含能够与骨紧固件的第一配合表面接合的驱动器。第二构件能够相对于第一构件旋转，并且包含能够与骨紧固件的第二配合表面接合的元件。致动器与所述第二构件连接，并且包含所述元件与所述第二配合表面接合的视觉标记。在一些实施例中，公开了系统、脊柱植入物和方法。
在一个实施例中，外科器械包括在近侧端部和远侧端部之间延伸的外管状套筒。远侧端部包括能够与骨紧固件轴的驱动器承窝接合的驱动器。内轴能够相对于套筒旋转，并且包含螺钉，所述螺钉能够与骨紧固件接收器的内螺纹表面连接。可旋转致动器与所述内轴连接，并且包含与所述内螺纹表面的非锁定结构和锁定结构的视觉标记。
在一个实施例中，提供脊柱植入物系统。脊柱植入物系统包括外科器械，所述外科器械包含在近侧端部和远侧端部之间延伸的外管状套筒，所述远侧端部包含能够与骨紧固件轴接合的驱动器。内轴能够相对于套筒旋转，并且包含螺钉，所述螺钉能够与骨紧固件接收器的螺纹表面连接。外科器械还包含可旋转致动器，所述可旋转致动器与所述内轴连接，并且包含与所述螺纹表面的非锁定结构和锁定结构的视觉标记。引导构件包含内表面，所述内表面限定被构造为用于设置套筒的空腔，并且图像引导件相对于传感器取向以传送表示引导构件的位置的信号。
附图说明
根据具体说明以及以下附图将更容易地理解本公开，其中：
图1是根据本公开的原理的外科系统的一个实施例的部件的透视图；
图2是根据本公开的原理的外科系统的一个实施例的部件的透视图；
图3是根据本公开的原理的外科系统的一个实施例的部件的分解横截面视图；
图4是根据本公开的原理的外科系统的一个实施例的部件的透视图；
图5是根据本公开的原理的外科系统的一个实施例的部件的分解横截面视图；
图6是根据本公开的原理的外科系统的一个实施例的部件的透视图，其中零件被分开；
图7是根据本公开的原理的外科系统的一个实施例的部件的横截面视图；
图8是图7所示部件的分解视图；
图9是根据本公开的原理的外科系统的一个实施例的部件的透视图；
图10是根据本公开的原理的外科系统的一个实施例的部件的透视图；
图11是根据本公开的原理的外科系统的一个实施例的部件的透视图；以及
图12是根据本公开的原理的外科系统的一个实施例的部件的透视图。
具体实施方式
根据用于治疗肌肉骨骼病症的医疗装置，并且更具体地，根据脊柱植入物系统和用于治疗脊柱的方法，讨论了所公开的外科系统和相关使用方法的示例性实施例。在一些实施例中，本公开的系统和方法包括医疗装置，所述医疗装置包含外科器械和植入物，所述外科器械和植入物用于如本文所描述的例如脊柱的颈部、胸部、腰部和/或骶骨区域的外科治疗。
在一些实施例中，本外科系统包括外科器械，所述外科器械包括可用于骨紧固件的螺丝刀和一个或多个植入物支撑件(例如，延伸件)，以用于治疗脊柱。在一些实施例中，本外科系统包含可以容易地与骨紧固件连接和断开的外科器械。在一些实施例中，延伸件可以与外科器械对准连接，以便于操纵。在一些实施例中，本外科系统包含外科器械，所述外科器械可以用于机械手臂的端部执行器，以便于与机械手臂一起植入。在一些实施例中，外科器械被引导穿过端部执行器以用于无线引导螺钉插入。在一些实施例中，外科器械包括机械手螺丝刀，所述机械手螺丝刀用于所述机械手和/或导航引导，所述机械手和/或导航引导可以包括图像引导。
在一些实施例中，本外科系统包括外科器械，所述外科器械包括具有脱离特征的螺丝刀。在一些实施例中，本外科系统包括外科器械，所述外科器械包括具有用于机械手引导的脱离特征的螺丝刀。在一些实施例中，螺丝刀包括旋钮，所述旋钮用作螺丝刀是否完全脱离植入物的视觉指示器。在一些实施例中，螺丝刀被用于机械手引导，并且具有内轴组件，所述内轴组件提供螺丝刀从植入物完全旋出的标记。在一些实施例中，螺丝刀提供视觉标记，表明在微创外科手术期间螺丝刀从植入物拧下。例如，螺丝刀提供螺丝刀是否接合的视觉标记。
在一些实施例中，本外科系统包括外科器械，所述外科器械包含螺丝刀，所述螺丝刀具有被构造为与骨紧固件接合的梅花末端。在一些实施例中，螺丝刀包括拇指轮，所述拇指轮被构造为致动拇指轮在第一接合位置和第二脱离位置之间的平移。在一些实施例中，在接合位置处，梅花末端与骨紧固件接合。在一些实施例中，拇指轮被构造为指示梅花末端相对于骨紧固件的位置。在一些实施例中，拇指轮被构造为被推动和旋转，以将梅花末端与骨紧固件接合。在一些实施例中，拇指轮设置在第二位置处，并且螺丝刀从骨紧固件脱离。在一些实施例中，螺丝刀被构造为与打开的郁金香形骨紧固件一起使用。在一些实施例中，螺丝刀包括内轴，所述内轴被构造为相对于外套筒平移。在一些实施例中，内轴包括被构造为用于与骨紧固件接合的螺纹端。在一些实施例中，拇指轮的位置提供内轴与骨紧固件接合和脱离的视觉指示器。在一些实施例中，视觉指示器便于在微创外科手术期间移除螺丝刀。
在一些实施例中，本外科系统包括用于包括螺丝刀的外科器械的组装方法。在一些实施例中，所述方法包含将拇指轮和螺钉插入外套筒的步骤。在一些实施例中，所述方法包含将内轴平移到外套筒中并穿过拇指轮和螺钉的步骤。在一些实施例中，所述方法包含将销与拇指轮和内轴接合以将拇指轮与内轴固定的步骤。在一些实施例中，所述方法包含将销与螺钉和内轴接合以将螺钉与内轴固定的步骤。在一些实施例中，通过激光焊接连接销。在一些实施例中，所述方法包含将快速连接轴与外套筒连接的步骤。在一些实施例中，快速连接轴焊接到外套筒。
在一些实施例中，本外科系统包含螺丝刀，所述螺丝刀具有外轴和与骨紧固件接合的螺丝刀末端。在一些实施例中，外轴和螺丝刀末端是一件式构造。在一些实施例中，一件式构造允许严格控制公差，以提高植入物插入期间的轨迹的准确度。在一些实施例中，螺丝刀末端包含梅花结构。在一些实施例中，本外科系统包含具有内部保持机构的螺丝刀。在一些实施例中，保持机构与骨紧固件的接收器固定，以阻止和/或防止保持机构从接收器脱离，例如，由于与端部执行器或组织的连接或摩擦而脱离。
在一些实施例中，本外科系统包含用于机械手外科的螺丝刀。在一些实施例中，螺丝刀可以被用于固定轴螺钉(fas)、单轴螺钉(uas)、矢状调整螺钉(sas)、横向矢状调整螺钉(tsas)和多轴螺钉(mas)，并且允许螺钉被驱动通过机械手端部执行器。在一些实施例中，螺丝刀包含具有末端的一件式外套筒。在一些实施例中，螺丝刀包含防止意外脱离和/或旋出的内部保持装置。
在一些实施例中，本外科系统包含螺丝刀，所述螺丝刀包含外轴或套筒，所述外轴或套筒的外径略微大于骨螺钉的螺钉旋转直径。这种结构允许骨螺钉和螺丝刀穿过端部执行器。在一些实施例中，螺丝刀包含拇指轮，所述拇指轮连接到拧入骨螺钉中的保持螺钉。
在一些实施例中，本外科系统包括螺丝刀，所述螺丝刀包括快速连接轴、内轴、拇指轮、外螺丝刀轴和保持螺钉。在一些实施例中，螺丝刀包括用于冲洗和/或清洁的清洁狭槽。在一些实施例中，外科系统被用于使用微创外科技术治疗脊柱创伤和/或畸形病症的方法。
在一些实施例中，本公开的外科系统可用于治疗脊柱病症，例如，退行性椎间盘疾病、椎间盘突出症、骨质疏松症、脊柱前移、狭窄、脊柱侧凸和其他曲率异常、脊柱后凸、肿瘤和骨折。在一些实施例中，本公开的外科系统可以用于其他骨骼和骨相关应用(包括与诊断和治疗相关联的那些)。在一些实施例中，所公开的外科系统可替代地用于患者俯卧或仰卧位置的外科治疗，和/或采用包含前部、后部、后部中线、直接侧向、后部侧向和/或前部侧向途径的各种脊柱外科径路，以及其他身体区域。本公开的外科系统还可以替代地用于治疗脊柱的腰部、颈部、胸部、骶骨和骨盆区域的手术。本公开的外壳系统也可用于动物、骨模型和其他非活体衬底，例如，用于训练、测试和论证。
通过参考以下结合附图对实施例的详细描述，可以更容易地理解本公开的外科系统，附图形成了本公开的一部分。应理解，本公开并不限于本文描述和/或显示的具体装置、方法、条件或参数，并且本文所用术语仅用于以实例方式描述特定实施例的目的，而不意在限制本公开。同样，除非上下文明确指示其他含义，否则如说明书且包含随附权利要求书中所用，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数含义，并且所提到的特定数值包含至少该特定值。同样，在本文中范围可以表示为从“约”或“大约”一个特定值和/或到“约”或“大约”另一特定值。在表述所述范围时，另一实施例包含从一个特定值和/或至另一特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表述为近似值时，应理解，特定值构成另一实施例。还应理解，所有空间参考(例如，水平的、垂直的、顶部、上部、下部、底部、左和右)仅用于说明性目的，并且可在本公开的范围内变化。例如，参考“上部”和“下部”是相对的并且仅在另一者的语境中使用，并且不一定是“上级”和“下级”。
如说明书和包含的所附权利要求中所使用的，疾病或病状的“治疗”(“treating”)或“治疗”(“treatment”)是指执行程序，所述过程可以包括向患者(人类、正常人或其他人或其他哺乳动物)施用一种或多种药物、采用可植入装置、和/或采用治疗所述疾病的器械，例如，用于移除突出部分或椎间盘突出和/或骨刺的显微解剖器械，以努力减轻所述疾病或病状的体征或症状。缓解可发生在疾病或病状的体征或症状显现之前，以及所述体征或症状显现之后。因此，治疗(treating)或治疗(treatment)包括预防(preventing)或预防(prevention)疾病或不良病状(例如，在可能易患某疾病但尚未诊断为患有所述疾病的患者中预防所述疾病的发生)。另外，治疗(treating)或治疗(treatment)不要求完全缓解体征或症状，不要求治愈，并且明确包括对患者仅具有边际效应的程序。治疗可包括抑制疾病，例如，阻止疾病发展；或减轻疾病，例如，引起疾病消退。例如，治疗可包含减少急性或慢性炎症；缓解疼痛并减缓且诱导新的韧带、骨和其他组织的再生长；作为手术的辅助；和/或任何修复程序。同样，除非明确指示其他含义，否则如说明书且包含随附权利要求书中所用，术语“组织”包括软组织、韧带、肌腱、软骨和/或骨。
以下讨论包含对根据本公开的原理的外科系统(包括外科器械、相关部件)以及采用所述外科系统的方法的描述。本文还公开备选实施例。现在将详细参考本公开的示例性实施例，所述示例性实施例在附图中有所说明。转向图1至图12，示出了外科系统的部件，例如，脊柱植入物系统10。
脊柱植入物系统10的部件可由适于医疗应用的生物可接受材料制造，其包含金属、合成聚合物、陶瓷和骨材料和/或其复合材料。例如，脊柱植入物系统10的部件可个别地或共同地用如以下材料来制造：不锈钢合金、铝、工业纯钛、钛合金、5级钛、超弹性钛合金、钴-铬合金、超弹性金属合金(例如，镍钛诺(nitinol)、超级弹塑性金属，如gum
脊柱植入物系统10的多个部件可具有复合材料，包含上述材料，以实现各种所需特征，如强度、刚性、弹性、顺应性、生物力学性能、耐久性和射线可透性或成像偏好。脊柱植入物系统10的部件还可个别地或共同地用非均质材料制造，如用两种或更多种上述材料的组合。脊柱植入物系统10的部件可一体式形成，整体连接或包含紧固元件和/或器械，如本文所述。
脊柱植入物系统10，例如，用于完全开放的外科手术、微创手术，所述微创手术包含经皮技术以及用于在患者的外科部位(包含，例如，脊柱)处递送和引入器械和/或脊柱植入物(例如，骨紧固件)的微型开放外科技术。在一些实施例中，脊柱植入物可以包括一个或多个脊柱构造的一个或多个部件，例如，椎体间装置、椎体间融合器、骨紧固件、脊柱杆、系绳、连接器、板和/或骨移植物，并且可以用于各种外科手术，包含对脊柱的颈部、胸部、腰部和/或骶骨区域的外科治疗。
脊柱植入物系统10包括外科器械，例如，螺丝刀12。螺丝刀12可以用于机械手臂r(图12)的端部执行器200(图10)，以便于与机械手臂r一起植入。螺丝刀12被引导通过端部执行器200，以用于脊柱植入物(例如，如本文所描述的骨紧固件100)的无线引导插入。
螺丝刀12包含例如，外管状套筒14的构件。外套筒14在近侧端部18和远侧端部20之间延伸。外套筒14限定纵向轴线a。在一些实施例中，外套筒14可以具有各种结构，包含例如圆形、椭圆形、多边形、不规则的、一致的、可变的、均匀的和不均匀结构。外套筒14包含直径d1。在一些实施例中，直径d1略大于骨紧固件100的螺钉旋转直径d2。如本文所描述的，这种结构允许骨紧固件100和螺丝刀12穿过机械手臂的端部执行器200。
外套筒14包含限定通道52的表面50。通道52被构造为用于设置构件，例如，内轴56和接合元件，例如，如本文所描述的螺钉64。外套筒14包含具有表面80的轴环主体16。表面80限定空腔82。主体16包含围绕空腔82设置的分叉臂92，以便于设置和接近致动器，例如，其中的拇指轮84。主体16包括设置在端部18的开口94。开口94与空腔82连通，并且与通道52对准，以便于将内轴56插入端部18，穿过轮84，并且进入通道52，以便组装，如本文所描述的。如本文所描述的，轮84被构造为致动内轴56和螺钉64的旋转。轮84包含限定空腔88的表面86。空腔88被构造为用于设置内轴56的相对应形状的部分，如图6至图8所示。
内轴56在端部60和端部62之间延伸。端部60可以与轮84接合，用于内轴56和螺钉64的旋转，如本文所描述的。在一些实施例中，内轴56通过销204与轮84固定，如图6所示。销204被构造为相对于内轴56固定轮84，以阻止和/或防止轮84相对于内轴56旋转，以便于轮84、内轴56和螺钉64同时旋转，如本文所描述的。在一些实施例中，表面86以过盈配合的方式接合端部60。在一些实施例中，空腔88包含各种结构，例如，六叶形、十字形、十字槽形、正方形、六边形、多边形、星形横截面结构，以用于与内轴56的相对应形状的部分配合接合。在一些实施例中，轮84包括表面90，所述表面被构造为便于抓握轮84，例如，滚花表面。
螺钉64包含内表面66。表面66限定空腔68，所述空腔被构造为用于设置内轴56的端部62的相对应形状的部分。在一些实施例中，内轴56通过销206与螺钉64固定，如图6所示。销206被构造为相对于内轴56固定螺钉64，以阻止和/或防止螺钉64相对于内轴56旋转，以便于轮84、内轴56和螺钉64同时旋转，如本文所描述的。在一些实施例中，表面66以过盈配合接合内轴56。在一些实施例中，空腔68包含各种结构，例如，六叶形、十字形、十字槽形、正方形、六边形、多边形、星形横截面结构，以用于与相对应形状的端部62配合接合。螺钉64包含具有螺纹形式89的外表面。螺纹形式89被构造为用于与配合表面接合，例如，骨紧固件100的臂104、106的螺纹形式，以将骨紧固件100牵拉和/或牵引成与螺丝刀12接合，如本文所描述的。
轮84可以在空腔82内平移，使内轴56和螺钉64相对于外套筒14同时轴向移动。在一些实施例中，主体16包含端部201、202。端部201、202限定轮84相对于外套筒14的轴向平移的范围。轮84可相对于外套筒14在近侧位置和远侧位置之间移动。在近侧位置处，轮84提供螺钉64相对于骨紧固件100的非锁定结构的视觉标记，如图4和图5所示。在远侧位置处，轮84提供螺钉64相对于骨紧固件100的锁定结构的视觉标记，如图2和图3所示。
轮84提供通过轮84相对于外套筒14的位置显示螺钉64的锁定和/或非锁定结构的视觉标记。例如，轮84在图2中箭头a所示的方向上平移，使得间隙g1是可见的。间隙g1设置在轮84和端部202之间。间隙g1是可见的，以指示螺钉64相对于骨紧固件100设置在锁定结构中。轮84在图4中的箭头b所示的方向上平移，从而闭合间隙g1，使得间隙g2是可见的。间隙g2设置在轮84和端部201之间。间隙g2是可见的，以指示螺钉64相对于骨紧固件100设置在非锁定结构中。轮84的平移和指示螺钉64相对于骨紧固件100的脱离、非锁定结构的视觉标记有助于在微创外科手术期间移除螺丝刀12。
在一些实施例中，非锁定和/或锁定结构的标记可以包含替代性视觉标记、触觉标记、听觉标记、具有用于在x射线、荧光透视、ct或其他成像技术下识别的标识的一个或多个部件、至少一个发光二极管、无线部件、有线部件、近场通信部件和/或生成声音信号、磁信号、电磁信号和/或放射信号的一个或多个部件。在一些实施例中，标记包含设置在轮84上的凹口、狭槽、珠、棘爪、凸块、印记、标记、刻痕、颜色编码和/或空腔。在一些实施例中，标记可以附接或粘附到轮84。
螺钉64横向插入通道52中。轮84横向插入空腔82中。随着轮84和螺钉64与外套筒14临时组装，内轴56从端部18插入穿过开口94，穿过空腔88，并进入通道52，使得端部62接合并且穿过螺钉64。螺钉64与内轴56一起设置，并且轮84与轴环主体16一起设置在通道52内，以用于组装螺丝刀12的部件。当轴70插入并与端部18附接,以与外套筒14处于相对可移动的结构将内轴56、轮84和螺钉64组装并保持在通道52内，如本文所描述的。在一些实施例中，轴70与端部18附接，使得内轴56、轮84、螺钉64同时在通道52内滑动、平移、旋转和/或浮动。内轴56用套筒14保持螺钉64和轮84。在一些实施例中，轴70与外套筒14焊接。在一些实施例中，如图11所示，轴70被构造为便于螺丝刀12与外科器械(例如，致动器/钻头250)连接。在一些实施例中，轴70包含快速连接表面或键合几何形状，例如，三角形、六边形、正方形或六叶形，以便于与致动器250连接。
如图4所示，外套筒14的端部20包含远侧末端，例如，驱动器22。驱动器22与外套筒14一体地连接或整体形成。所述结构便于控制公差，以优化外套筒14与骨紧固件100的连接的准确度。驱动器22能够与脊柱植入物(例如，骨紧固件100)接合。例如，驱动器22与配合表面(例如，骨紧固件100的承窝110)配合并且能够与之接合。如本文所描述的，外套筒14旋转的同时旋转驱动器22，以驱动、扭转、插入或以其他方式将骨紧固件100与组织连接。在一些实施例中，驱动器22包含用于与相对应形状的承窝110配合接合的六叶形几何形状。在一些实施例中，驱动器22可替代地包括十字形、十字槽形、正方形、六边形、多边形、星形横截面结构，用于设置相对应形状的承窝110。
骨紧固件100包含接收器102。接收器102在与外套筒14连接时沿着轴线a延伸。接收器102包含一对间隔开的限定植入物空腔的臂104、106，所述植入物空腔被构造为用于设置脊柱构造的部件，例如，脊柱杆(未示出)。如本文所描述的，接收器102包含承窝110，所述承窝被构造为与驱动器22接合。接收器102包含内表面，所述内表面具有位于臂104附近的螺纹形式和位于臂106附近的螺纹形式。臂104、106的螺纹形式被构造为与螺纹形式89接合，以将骨紧固件100与螺丝刀12保持在一起，如本文所描述的。骨紧固件100包含螺纹轴116。轴116被构造为穿透组织，例如，骨。
在使用中，如本文所描述的，骨紧固件100与螺丝刀12连接，并且驱动器22被取向成与承窝110接合。驱动器22与承窝110接合，并且螺钉64与内轴56一起设置，并且与外套筒14组装在一起，用于与脊柱植入物(例如，骨紧固件100)一起相对外套筒14并沿着内轴56在如图4和图5所示的非锁定结构和如图2和图3所示的锁定结构之间轴向平移。
如图4所示，轮84设置在近侧位置处，并且提供螺钉64相对于骨紧固件100的非锁定结构的视觉标记(包含间隙g2)。驱动器22与承窝110接合，使得骨紧固件100与外套筒14连接，并且螺纹形式89与臂104、106的螺纹形式对准，以互相接合，从而将骨紧固件100与螺丝刀12保持在一起，如图5所示。操纵轮84进行旋转，使得内轴56相对于外套筒14并且独立于外套筒旋转螺钉64。螺纹形式89与臂104、106的螺纹形式接合，并且螺钉64轴向地相对于内轴56平移到接收器102中。如图3所示，螺钉64和接收器102的螺纹接合将骨紧固件100与螺丝刀12一起牵拉和/或牵引到锁定结构中，以在期间可释放地固定。如图2所示，轮84设置在远侧位置处，并且提供螺钉64相对于骨紧固件100的锁定结构的视觉标记(包含间隙g1)。
如本文所描述的，驱动器22与外套筒14连接，并且外套筒14旋转以驱动、扭转、插入或以其他方式将骨紧固件100与邻近组织连接。螺钉64保持与接收器102可释放地固定，独立于外套筒14旋转和/或与如本文所描述的脊柱植入物系统10的部件的接合或摩擦，以阻止和/或防止螺钉64从接收器102脱离或旋出。在一些实施例中，操纵轮84进行旋转，使得螺钉64相对于外套筒14旋转，并且螺纹形式89脱离臂104、106的螺纹形式。螺钉64从接收器102轴向平移到从接收器102旋出螺丝刀12，使得轮84设置在近侧位置处，并且提供螺钉64相对于骨紧固件100的非锁定结构的视觉标记(包含间隙g2)，如图4所示。
在一些实施例中，如图11和图12所示，螺丝刀12包含导航部件300。螺丝刀12被构造为用于布置成邻近外科部位，使得导航部件300相对于传感器阵列302取向，以便于在外科手术期间在导航部件300和传感器阵列302之间进行通信，如本文所描述的。导航部件300被构造为生成表示骨紧固件100相对于螺丝刀12和/或组织的位置的信号。在一些实施例中，图像引导可以包括人类可读视觉标记、人类可读触觉标记、人类可读听觉标记、具有用于在x射线、荧光透视、ct或其他成像技术下识别的标识的一个或多个部件、至少一个发光二极管、无线部件、有线部件、近场通信部件和/或生成声音信号、磁信号、电磁信号和/或放射信号的一个或多个部件。在一些实施例中，导航部件300经由整体连接、摩擦配合、压力配合、互锁接合、配合接合、燕尾连接、夹具、倒钩、榫舌连接、螺纹、磁性、键/键狭槽和/或钻夹头与轴70或外套筒14连接。
导航部件300包含发射器阵列304。发射器阵列304被构造为用于生成到外科导航系统306的传感器阵列302的信号，如图12所示和本文所描述的。在一些实施例中，由发射器阵列304生成的信号表示骨紧固件100相对于螺丝刀12以及相对于组织(例如，骨)的位置。在一些实施例中，由发射器阵列304生成的信号表示骨紧固件100相对于组织的三维位置。
在一些实施例中，传感器阵列302接收来自发射器阵列304的信号，以提供骨紧固件100相对于螺丝刀12和/或组织的三维空间位置和/或轨迹。发射器阵列304与导航系统306的计算机308的处理器通信，以生成用于在监测器310上显示图像的数据，如本文所描述的。在一些实施例中，传感器阵列302从发射器阵列304接收信号，以提供骨紧固件100相对于螺丝刀12和/或组织的位置的视觉表示。参见例如美国专利第6,021,343、6,725,080、6,796,988中所描述的类似的外科导航部件和其用途，这些参考文献中的每一个的全部内容都通过引用并入本文。
外科导航系统306被构造为用于获取和显示医学成像，例如，适合于给定外科手术的x射线图像。在一些实施例中，收集预先获取的患者的图像。在一些实施例中，外科导航系统306可以包含由在美国科罗拉多州路易斯维尔具有营业地的美敦力导航公司(medtronicnavigation)销售的o形臂
在一些实施例中，导航系统306包括图像捕获部分314，所述图像捕获部分可以包括x射线源或发射部分和x射线接收或图像接收部分，所述x射线源或发射部分和x射线接收或图像接收部分彼此大体上或实际上尽可能成180度定位，并且相对于图像捕获部分314的轨迹安装在转子(未示出)上。图像捕获部分314可操作为在图像获取期间旋转360度。图像捕获部分314可以围绕中心点或轴线旋转，从而允许从多个方向或在多个平面中获取患者的图像数据。外科导航系统306可以包含美国专利第8,842,893号、第7,188,998号、第7,108,421号、第7,106,825号、第7,001,045号和第6,940,941号中公开的那些，这些参考文献中的每一篇的全部内容均通过引用并入本文。
在一些实施例中，外科导航系统306可以包含能够生成患者三维视图的c形臂荧光镜成像系统。图像捕获部分314的位置相对于导航系统306的成像装置的任何其他部分可以是精确已知的。在一些实施例中，对图像捕获部分314的位置的精确了解可以与跟踪系统316结合使用，以确定图像捕获部分314和图像数据相对于患者的位置。
跟踪系统316可以包含与外科导航系统306相关联或包含在所述外科导航系统中的各个部分。在一些实施例中，跟踪系统316还可以包含多种类型的跟踪系统，例如，包含光学定位器的光学跟踪系统，例如，传感器阵列302和/或可以包含em定位器的em跟踪系统。可以用跟踪系统316跟踪各种跟踪装置，并且外科导航系统306可以使用所述信息来允许显示项目的位置，所述项目例如患者跟踪装置、成像装置跟踪装置318和器械跟踪装置，例如，发射器阵列304，以允许用适当的跟踪系统相对于彼此跟踪所选择的部分。
在一些实施例中，em跟踪系统可以包含营业地在科罗拉多州路易斯维尔的美敦力导航公司(medtronicnavigation)销售的
所拍摄的荧光图像被传输到计算机314，在所述计算机处，所拍摄的荧光图像可以被转发到计算机308。可以通过标准视频连接或包含有线和无线的数字链路来执行图像传输。计算机308提供经由监测器310显示以及保存、数字地操纵或打印所接收的图像的硬拷贝的能力。在一些实施例中，图像也可以通过平视显示器显示给外科医生。
在一些实施例中，外科导航系统306提供对骨骼紧固件100相对于螺丝刀12和/或组织的位置的实时跟踪。如本文中所描述，传感器阵列302定位成为发射器阵列304提供清晰的视线。在一些实施例中，发射器阵列304的基准标记330经由红外技术与传感器阵列302通信。传感器阵列302耦合到计算机308，所述计算机可以用软件模块编程，所述软件模块分析由传感器阵列302传输的信号以确定检测器空间中的每一对象的位置。
螺丝刀12被构造为用于与引导构件(例如，机械手臂r的端部执行器200)一起使用。端部执行器200包括限定空腔(例如，通道222)的表面220。通道222被构造为用于骨紧固件100通过和设置螺丝刀12。机械手臂r包括位置传感器(未示出)(类似于本文中所引用的那些)，所述位置传感器测量、采样、捕获和/或识别端部执行器200在三维空间中的位置数据点，以用于骨紧固件100与所选择椎节的无线引导插入。在一些实施例中，机械手臂r的位置传感器与外科导航系统306结合采用，以测量、采样、捕获和/或识别与外科治疗相关的端部执行器200的位置数据点，如本文所描述的。位置传感器安装有机械手臂r，并且被校准以测量端部执行器200在三维空间中的位置数据点，所述位置数据点被传送到计算机308。
在组装、操作和使用中，脊柱植入物系统10(类似于本文所描述的系统和方法)被用于外科，例如，治疗脊柱的受影响部分和体内邻近区域的适用病状或损伤。在一些实施例中，脊柱植入物系统10的部件中的一个或全部可以被递送或用作预组装的装置或可以被原位组装。脊柱植入物系统10可以被完全或部分地修改、移除或替换。
在使用中，为了治疗椎骨(未示出)，执业医师以任何适当的方式(如通过组织的切开和缩回)接近外科部位。在一些实施例中，脊柱植入物系统10可以用于任何现有的外科方法或技术，所述现有的外科方法或技术包含开放式外科、微型开放式外科、微创外科和经皮外科植入，由此通过向所述区域提供受保护通道的小切口或套筒来接近椎骨。一旦接近外科部位，就可以执行特定的外科手术以治疗脊柱病症。
在患者体内形成切口，并且切割器械(未示出)形成用于植入脊柱植入物系统10的部件的外科路径。可以采用准备器械(未示出)来准备椎骨的组织表面以及用于外科区域的抽吸和冲洗。
在所选择椎节中制作导向孔(未示出)，用于接收骨紧固件100。如图4所示，轮84设置在近侧位置处，并且提供螺钉64相对于骨紧固件100的非锁定结构的视觉标记(包含间隙g2)。如本文所描述的，骨紧固件100与螺丝刀12连接。如图3所示，旋转轮84，使得螺钉64和接收器102的螺纹接合将骨紧固件100与螺丝刀12一起牵拉和/或牵引到锁定结构中，以在其之间可释放地固定。如图2所示，轮84设置在远侧位置处，并且提供螺钉64相对于骨紧固件100的锁定结构的视觉标记(包含间隙g1)。
如本文所描述的，与骨紧固件100连接的螺丝刀12被取向成与机械手臂r的端部执行器200一起设置。如本文所描述的，螺丝刀12/骨紧固件100的组件设置有通道220，用于采用机械手臂r和/或外科导航系统306将一个或多个骨紧固件100植入椎骨中。致动器250与轴70连接，并且驱动器22与骨紧固件接合100，如本文所描述的，并且外套筒14旋转以致动、扭转、插入或以其他方式将骨紧固件100与邻近组织连接。螺钉64保持与接收器102可释放地固定，独立于外套筒14的旋转和/或与端部执行器200的接合或摩擦，以阻止和/或防止螺钉64从接收器102脱离或旋出。在一些实施例中，操纵螺丝刀12以将一个或多个骨紧固件100递送到包含椎骨的外科部位。
传感器阵列302接收来自导航部件300的信号，以提供螺丝刀12/骨紧固件100的组件(其可以与端部执行器200一起设置)相对于椎骨和/或脊柱植入物系统10的部件的三维空间位置和/或轨迹，以显示在监测器310上。操纵轮84以使其旋转，使得螺钉64相对于外套筒14旋转，并且螺纹形式89使臂104、106的螺纹形式脱离。螺钉64从接收器102轴向平移到从接收器102旋出螺丝刀12，使得轮84设置在近侧位置处，并且提供螺钉64相对于骨紧固件100的非锁定结构的视觉标记(包含间隙g2)，如图4所示。
如本文所描述的，手术完成后，移除脊柱植入物系统10的外科器械、组件和非植入部件，并且闭合切口。脊柱植入物系统10的部件中的一个或多个可由如聚合物的射线可透材料制成。可以包含放射性标记，以用于在x射线、荧光透视、ct或其他成像技术下的识别。在一些实施例中，脊柱植入物系统10可以包含脊柱杆、板、连接器和/或骨紧固件中的一个或多个，以用于单个椎节或多个椎节。
在一些实施例中，如本文所描述的，一个或多个骨紧固件可以以各种取向(例如，串联、平行、偏移、交错和/或交替的椎节)与组织接合。在一些实施例中，骨紧固件可以包括多轴螺钉、矢状调整螺钉、椎弓根螺钉、单轴螺钉、单平面螺钉、小平面螺钉、固定螺钉、组织穿透螺钉、常规螺钉、膨胀螺钉、楔形件、锚定件、按钮、夹具、按扣、摩擦配件、压缩配件、膨胀铆钉、u形钉、钉、粘合剂、柱、固定板和/或柱。
在一个实施例中，脊柱植入物系统10包含药剂，所述药剂可以设置、包装、涂覆或分层在脊柱植入物系统10的部件和/或表面内、上或周围。在一些实施例中，药剂可以包含骨生长促进材料，例如，骨移植物，以增强脊柱植入物系统10的部件和/或表面与椎骨的固定。在一些实施例中，试剂可包含一种或多种治疗剂和/或药理学试剂以供释放，包含持续释放，以治疗例如疼痛、炎症和退化。
应理解，可对本文所公开的实施例进行多种修改。因此，上述说明不应视为限制，而仅视为多个实施例的范例。本领域技术人员可设想在本文随附权利要求书的范围和精神内的其他修改。