一种脊柱内镜刻度可视化的实时去骨环锯的制作方法

本公开涉及医疗技术领域，具体涉及一种脊柱内镜刻度可视化的实时去骨环锯。

背景技术：

腰椎间盘突出症和腰椎管狭窄症是引起许多病人背部疼痛的主要原因，这些病症可以通过保守治疗得到一定的缓解，如卧床休息、服用消炎药、接受理疗或注射类固醇等。然而，这些基础的治疗对一部分患者来说并无作用，患者仍承受着由背痛带来的极大痛苦，无法正常地进行日常活动，有的甚至有可能发展成为慢性腰背痛。手术治疗是治疗这些病症的另一个选择，脊柱内镜作为一种微创手术，因其创伤小、恢复快、可视安全、费用相对低等特点，近年来在我国逐渐得到重视和普及。而手术靶点常位于椎管内，由坚硬的骨性结构所包绕，因此去骨建立工作通道或减压成为脊柱内镜手术的首要前提。现有脊柱内镜镜下去骨工具为动力磨钻、超声骨刀、传统骨钻、盲视环锯和镜下环锯。然而传统骨钻和盲视环锯无法实时观察，易损伤神经根和硬膜囊，初学者更不易掌握；动力磨钻和超声骨刀价格十分昂贵，普及率有限；相对而言，镜下环锯价格低廉，同时安全性、有效性也十分突出。

然而，现有的镜下环锯的手柄不利手掌的握持发力，并且存在去骨深度和去骨量无法准确度量等问题。因此，发明一种脊柱内镜刻度可视化的实时去骨环锯来解决上述问题很有必要。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面，提供了一种脊柱内镜刻度可视化的实时去骨环锯，其包括保护套管、锯体、脊柱内镜和去骨量计算装置；所述保护套管包括中空管体，所述中空管体的一端被设置为倾斜面的形式，并且另一端设有第一手柄，所述第一手柄设置有与所述中空管体连通的第一通孔，所述锯体包括中空的锯体主体部分，所述中空的锯体主体部分的一端设置有锯齿并且另一端设置有第二手柄，所述第二手柄设置有与所述中空的锯体主体部分连通的第二通孔，其中，所述中空的的锯体主体部分经由所述第一通孔被设置在所述中空管体内，并且所述脊柱内镜经由所述第二通孔被设置在所述中空的的锯体主体部分内；并且去骨量计算装置计算去骨面积、去骨深度和去骨体积中的一个或者多个。

优选地，所述去骨量计算装置由锯体的锯体主体部分内的内侧面上设置的环形深度刻度和纵轴面积刻度配置，并且环形深度刻度和纵轴面积刻度呈相互垂直交错分布。

优选地，所述去骨量计算装置由锯体的锯体主体部分内的内侧面上设置的环形深度刻度和锯体主体部分内的外侧面上设置的纵轴面积刻度配置，并且环形深度刻度和纵轴面积刻度呈相互垂直交错分布。

优选地，所述保护套管和锯体通过螺纹连接，所述纵轴面积刻度通过锯体相对于保护套管的旋转而改变。

优选地，所述脊柱内镜刻度可视化的实时去骨环锯还包括报警装置，所述报警装置在去骨面积、去骨深度和去骨体积中的一个或者多个超过相应的阈值时报警。

优选地，所述去骨面积、去骨深度和去骨体积被设置不同的优先级，并且所述报警装置根据所述优先级发出不同级别的警报。

优选地，所述警报装置使用所述去骨面积、去骨深度和去骨体积的组合发出警报，并且所述去骨面积、去骨深度和去骨体积被赋予不同的权重。

优选地，所述去骨量计算装置的计算结果和/或所述警报被显示在显示器上。

优选地，所述第一手柄为t型手柄，并且所述第二手柄为半球状手柄。

优选地，在所述第二手柄为半球形，并设置有增摩孔。

根据本公开的脊柱内镜刻度可视化的实时去骨环锯构造简单、操作高效且安全，可以在不增加透视装置和辐射的情况下肉眼实时观察环锯去骨深度，提供客观的数据支持，避免过深损伤神经和偏背侧操作迷失方向。

参考附图，根据以下对示例性实施例的描述，本公开的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1为根据本公开实施例的脊柱内镜刻度可视化的实时去骨环锯的整体配置的示意图。

图2为根据本公开实施例的保护套的结构示意图。

图3为根据本公开实施例的锯体的结构示意图。

图4为根据本公开实施例的锯齿的放大结构示意图。

图5为根据本公开实施例的锯体的结构示意图。

图6为本公开图5的b处的放大结构示意图。

图7为根据本公开实施例的计算切骨面积和去骨量的示意图。

图中：1、保护套管；2、锯体；3、倾斜面；4、第一手柄；5、第一通孔；6、锯齿；7、第二手柄；8、第二通孔；9、环形深度刻度；10、纵轴面积刻度；11、增摩孔。

具体实施方式

本公开提供了一种构造简单、操作高效且安全的脊柱内镜刻度可视化的实时去骨环锯。

以下，参考附图描述本公开的示例性实施例，但是应当理解，以下的实施例仅仅是示例性的，并且不是要将本公开限制到这些实施例。此外，实施例中描述的构成要素的尺寸、材料、形状、它们的相对布置等可以根据应用本公开的装置的配置、各种条件等适当地改变。因此，实施例中描述的构成要素的尺寸、材料、形状、它们的相对布置等并不意图将本公开的范围限制到以下实施例

整体配置

首先，参考图1，描述根据本公开的脊柱内镜刻度可视化的实时去骨环锯的整体配置。

根据本公开的脊柱内镜刻度可视化的实时去骨环锯包括保护套管1、锯体2、脊柱内镜和去骨量计算装置。其中保护套管1和锯体2均被设置成中空的结构，保护套管1被套设在锯体2的外部，起到对锯体2进行保护的作用，并且锯体2的锯齿用于对人体待去除的骨头进行切割，以达到去骨的目的。此外，脊柱内镜被设置在锯体2内以对待去除骨头进行观察，去骨量计算装置用于计算和监视所去除的骨面积和骨体积，为去骨操作提供预警和辅助。

以下，参考附图对根据本公开的脊柱内镜刻度可视化的实时去骨环锯的各个部件进行具体描述。

保护套管

参考图2，描述根据本公开的保护套管1。如图2所示，根据本公开的保护套管1包括中空管体，该中空管体的一端被设置为倾斜面的形式，并且另一端设有手柄，该手柄设置有与中空管体连通的通孔。

中空管体例如为中空圆柱体形状，并且中空圆柱体形状的内径例如为8mm，并且外经例如为10mm。中空管体的长度例如可以是20cm，30cm或则其它合适的长度，并且可以被设置成可伸缩结构，以适用于不同的使用环境或者不同类型的环锯。中空管体截面的形状不限于圆柱形形状，并且例如可以是矩形、梯形、菱形或者不规则的形状。但是为了便于保护套管固定就位，将中空管体设置为中空圆柱体是优选的。

此外，中空管体的侧壁上可以设置减重孔、减重槽等结构，以减轻保护套管1的整体重量。中空管体可以采用不锈钢、钛、钛合金或其组合来形成。

根据本公开的中空管体的一端被设置为倾斜面3的形式，以用于抵靠骨面例如患者的关节突、椎板等。倾斜面3的可以采用各种形式，例如，在平行于倾斜面3的投影方向上，倾斜面3可以被投影为直线、二次曲线或者其他曲线形式。在被投影为直线的情况下，相当于沿与中空管体的轴线呈一角度的方向切割中空管体。该角度例如为20度，30度，45度或者其他角度，此时，会形成尖锐的倾斜面顶端。在被投影为曲线的情况下，例如，可以使得倾斜面顶端为一定长度的弧线，而不是一个点。这样，可以增加保护套管1的安全性。

根据本公开的中空管体的另一端设有手柄。手柄与中空管体固接，通过手柄旋转中空管体，以将倾斜面3抵靠在关节突骨面上。手柄例如可以是t形手柄、半球形手柄或者其他形状的手柄。手柄中设置有通孔，以与中空管体的空腔连通。具体地，通孔可以被设置成沿着中空管体的空腔的方向。可替代地，中空管体可以被插入手柄中的通孔中。

中空管体的空腔和手柄中设置的通孔整体用作容纳稍后将要描述的锯体。也就是说，锯体通过中空管体的空腔和手柄中设置的通孔被设置在保护套管1的内部，以对锯体进行保护。

锯体

参考图3，描述根据本公开的锯体2。

根据本公开的锯体2包括中空的锯体主体部分，中空的锯体主体部分的一端设置有锯齿并且另一端设置有手柄，该手柄设置有与中空的锯体主体部分连通的通孔。

与中空管体类似，锯体主体部分可以被设置为中空圆柱体形状。在这种情况下，中空圆柱体形状的内径例如为6mm，并且外经例如为8mm，以与中空管体的内径配合。在锯体主体部分和/或中空管体的截面被设置成例如矩形、梯形、菱形或者不规则的形状的情况下，锯体主体部分应被设置成能够在中空管体内转动。

中空的锯体主体部分的一端设置有锯齿，以实现对骨面的切除。如图4所示，其示出了根据本公开实施例的锯体6的示例。所示的锯齿6例如由10个齿组成，并且10个齿被环绕设置在锯体主体部分的一端，每个齿的高度例如被设置为1mm，相邻齿的距离例如被设置为1.5mm。在操作时，锯齿6紧贴骨面，以实现对骨面的切除。

中空的锯体主体部分的另一端设有手柄，该手柄与锯体主体部分固接。手柄例如可以是t形手柄、半球形手柄或者其他形状的手柄。手柄中设置有通孔，以与中空的锯体主体的空腔连通。具体地，通孔可以被设置成沿着中空的锯体主体的空腔方向。可替代地，中空的锯体主体可以被插入手柄中的通孔中。

优选地，锯体2所包括的手柄被设置为半球状手柄7，以增大在操作时与操作者手掌的接触面积，便于锯体2的切除操作。根据一个实施例，手柄7上设置有增摩孔11，并且增摩孔11贯穿手柄7设置。这样，不仅可以增大手柄7与手部的摩擦力，而且还能减少手柄7的重量。

脊柱内镜

根据本公开的脊柱内镜可以采用现有的或者正在开发或者之后公开的脊柱内镜。例如，根据本公开的脊柱内镜可以是joimax脊柱内窥镜系统、spinendos脊柱内窥镜系统、storz脊柱外科内窥镜或者其他内窥镜。

脊柱内镜通过锯体2的空腔所建立的通道到达骨面或者病灶的位置，在脊柱内镜系统的光源提供照明的情况下，由摄像和成像系统将关节突骨面区域的图像显示在显示器上，并监视医生进入患者身体内部的工具的和动作，医生在直视的情况下直接进行切骨操作。

去骨量计算装置

根据本公开的去骨环锯还设置有去骨量计算装置。具体地，参考图5和图6，根据本公开的中空的锯体主体部分的内侧壁上设置有环形深度刻度9和纵轴面积刻度10，环形深度刻度9和纵轴面积刻度10呈相互垂直交错分布，采用环形深度刻度9标识联合纵轴面积刻度10标识可计算去骨体积，从而提供精准的去骨量。

具体地，例如，环形深度刻度9的刻度单位可以被设置为5mm，并且水平方向上的纵轴面积刻度10的相邻竖直刻度线相对于中空的锯体主体部分的轴线之间的夹角可以被设置为45°，在对人体骨头进行测量时，根据环形深度刻度9上的尺寸和骨头在纵轴面积刻度10的尺寸对去除骨的面积进行计算。

以下，参考图7描述去骨量的计算方法。在图7中，所示的圆形为内镜的视场，a-h为纵轴面积刻度。在本示例中，纵轴面积刻度的分辨率被设置为45度。以下，给出切骨量计算结果的一些示例。

a、当测得切骨连线为ced时，则切骨面积为：

b、当测得切骨连线为acedb，即为半圆时，则切骨面积为：

c、当测得切骨连线为facedbh时，则切割面积为：

d、当测得切骨面积为acedbhgfa，即为整个圆时：

面积＝πr²；

在上述a、b、c和d的公式中，所涉及到的r为锯体2的中空圆柱体腔体的内径的半径。

根据上述的切骨面积计算公式，可以对所切除的骨头面积进行计算，避免了所切骨头过少达不到有效的治疗效果，或者所切骨头过多影响神经和偏背侧锯骨迷失方向。

根据所计算的切骨面积，再乘以环形深度刻度所示的切骨深度，即可得到切骨体积。

根据另一个实施例，切骨量计算装置的环形深度刻度可以被设置在锯体主体部分的外表面上，由于锯体2被设置在保护套管1的腔体内，因而锯体主体部分的外表面上的刻度的一部分被保护套管1阻挡。在这种情况下，可以根据开始操作时的刻度读数与操作结束时的刻度读数的差作为切骨深度。而纵轴面积刻度仍可以被设置在锯体主体部分的内表面上。

根据又一个实施例，锯体2可以通过螺纹连接的形式与保护套管1连接。由于螺纹旋转一周锯体2前进的距离为螺纹的螺距，如此，可以根据旋转的周数来确定切骨的深度。并且，可以通过所采用的螺纹的螺距来调节精度。即，当螺纹的螺距小时，可以更加精确地控制每次进给的深度，从而更加精确地控制却骨量。

此外，虽然在上面的实施例中，将纵轴面积刻度的分辨率设置为45度，但是纵轴面积刻度的分辨率不限于此，并且可以是例如30度，10度，1度，0.5度或者其他的度数。可以理解，当纵轴和环形深度刻度的分辨率增大时，可以提高去骨量的控制精度。

虽然以上通过物理刻度的方式来度量或者计算去骨量。但是还可以通过电子的方式来读取并计算去骨量。例如，可以在脊柱内镜的视场内对初识场景进行拍摄，并通过计算装置自动计算切骨面积。此外，该去骨量计算装置还读取并存储环形深度刻度的初识值，并随着操作的进行，根据环形深度刻度的变化自动计算去骨体积，并且去骨面积、去骨深度和去骨体积等信息显示在显示器上，以辅助医生的操作。

一般而言，去骨的面积不能过大。过大的去骨面积会影响脊柱结构的稳定性。此外，去骨的深度也不能过深(例如：除术前影像拍片测量外，常规默认腰椎后入路内镜手术，椎板切除深度超过10mm时，应透视定位；腰椎侧入路内镜切除部分上关节突超过15mm时，应透视定位)，过深的去骨量容易损伤硬膜囊、神经或偏背侧锯骨迷失方向。

因此，根据本公开的去骨环锯或者去骨量计算装置还可以包括警报装置。该警报装置例如在切骨深度、切骨面积或者切骨体积中的一个或者多个超过阈值时，发出警报，或者直接使内镜系统关闭，从而保证手术的安全。

如例，可以为切骨深度、切骨面积或者切骨体积分别设置不同的阈值，例如，第一阈值、第二阈值和第三阈值。

在一个实施例中，当切骨深度、切骨面积和切骨体积中的一个达到阈值时，系统报警或者关闭内镜系统。在另一个实施例中，当切骨深度、切骨面积和切骨体积中的一个达到阈值时，发出警报，并且当两个或者更多个达到阈值时，直接关闭系统，通过这样，可以增加医生的操作阈量。例如，切骨深度相较于切骨面积而言是更加敏感的参数，在这种情况下，当切骨深度达到阈值时，直接关闭系统，而当切骨深度未达到阈值而切骨面积达到阈值时，发出警报，但仍允许医生进行进一步的操作。

也就是说，在根据本公开的环锯中，为切骨的参数设置优先级或者设置不同的权重，以优先或者重点监视某些参数的变化。例如，可以报警参数设置为切骨深度、切骨面积和切骨体积之和，并且为各个参数设置不同的权重，例如，切骨深度的权重被设置为0.5，切骨面积的权重被设置为0.3，而切骨体积的权重被设置为0.2。通过这样，结合可视化的刻度，可以进一步提高安全性。

此外，虽然在此以切骨深度、切骨面积和切骨体积中的一个或者多个作为警报的参数，但是其他参数也可以用于警报的设置。

以下，以本公开被用于腰椎内镜的情况进行描述。在进行去骨时，首先进行术前准备，患者屈髋屈膝侧卧位于手术床，并且健侧髂腰部垫枕，可使术侧椎间孔轻度张开，然后固定带应置于术侧臀部与大转子之间，同时胸前抱枕，健侧肩关节、膝关节外侧垫枕防止压伤，另外常规实时监测血压、心率、心电图、血氧饱和度等生命体征。

等上述步骤结束之后进行进针点，首先c臂透视下调整标准侧位“上位椎体双侧椎弓根下切迹、下位椎体双侧上关节突以及下位椎体后缘应分别重叠为一个影像”，透视定位手术腰椎节段，标记穿刺点和穿刺方向。

然后常规消毒铺巾(消毒范围距离切口15-20cm)，然后选取配局麻药0.7％和利多卡因溶液60ml备用，其中利多卡因溶液是由2％利多卡因20ml和生理盐水40ml制成，其具体用法为皮下5ml、浅筋膜10ml、深筋膜10ml、上关节突10ml和椎间孔内口10ml。

再然后沿设定穿刺方向进针，直至上关节突抵骨感后停止，置入导丝、刀片切皮7mm，一手固定导丝，一手逐级置入1-4级扩张管(出现抵骨阻力感后停止)，保护套管1的倾斜面3套入上述扩张管，其中腰椎脊柱内镜穿刺步骤为成熟现有技术，再次不再赘述。

具体进行去骨时：手持保护套管1上的手柄4，旋转用力推进，直至倾斜面3顶住上关节突骨面后停止，c臂透视正位；拔出扩张套管，将锯体2底端的锯齿6通过所述手柄4的通孔5穿入保护套管1中的中空管体。脊柱内镜通过手柄7的通孔8穿入锯体2的中空的锯体主体部分。

然后接脊柱内镜手术系统，在持续生理盐水冲洗、脊柱内镜直视下，用射频电刀头清除上关节突软组织，充分暴露骨面。左手持脊柱内镜，右手握第二手柄7，脊柱内镜直视下将倾斜面3紧贴关节突骨面，根据锯体2内侧面纵轴面积刻度计算所需切除骨面面积(详见实施例2)。右手顺时针持续向下用力，脊柱内镜实时可视下，观察到骨块随锯体2一同转动时立即停止。注意环形深度刻度显示深度不得超过术前测量范围或常规默认值，否则应重新调整方向或透视确认锯齿2位置，以防过深损伤神经和偏背侧锯骨迷失方向。根据椎管减压范围需要，可再次重复上述操作。

虽然以上以脊柱内镜为例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于此。例如，本公开还可以应用于胸椎内镜手术切除关节突骨面(侧入路)、腰椎后路内镜手术切除椎板、胸椎后路内镜手术切除椎板、颈椎后路内镜手术切除椎板，等等。

尽管已经参考示例性实施例描述了本公开，但是应该理解，本公开不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以包含所有这些修改以及等同的结构和功能。