图7是商业上可得到的髓核切碎工具70的图解，其适合在其远端的工作端处使用 挠性线刀具72。
[0086] 现在参见图8A到8C，其图解了根据本发明另一实施例的用于椎间盘清理的挠性 线切削工具的各种典型的实施例。椎间盘清理工具是由两个模块化部分组成的，如图8A中 所示：
[0087] 1.切削头部，其是由一对弹簧材料环82制成的。
[0088] 2.手柄84,其包括具有内部同轴元件86的外部管或者套筒，所述内部同轴元件86 可以是杆或管，内部元件能够相对于外部管纵向运动85。
[0089] 两个弹簧材料环82中的每一个的一端附接到内部元件86上，同时两个弹簧材料 环中的每一个的另一端附接到外部管84上。当内部元件被向远侧推动时，两个环的长度增 加了，以便它们可以接近并清理远离工具手柄端部的椎间盘间隙内部的点。当内部元件缩 回时，所述环可以接近更靠近工具手柄端的椎间盘间隙。
[0090] 此外，内部元件的缩进能够使外科医生从远离管子端部处朝管子端部移动从尖端 处分离的髓核物质，从该端部处，可以将髓核物质排出管子。内部元件86通常被构造成管 子的形式，以便可以通过管子移除取出的髓核物质，如下面的图9所示。
[0091] 因为可以使用内部元件的位置来轻易地控制其中工具执行其切削动作的部位的 范围，所以该工具能够使使用者在不需要任何辅助观察系统（例如，腹腔镜视觉系统）的情 况下以安全和简单的方式来操作它。
[0092] 图8B是供清理椎间盘的内部体积使用的另一种工具的示意性透视图。该工具具 有一对线环，作为螺旋桨87形式设置的其切削头部。另外，管子84的筒中示出了阿基米德 螺杆88,以便当工具头部转动时可以将从椎间盘内部分离出来的髓核物质从椎间盘处输送 出以用于处理。图8C示出了备用切削头部，其使用一对挠性线，该对挠性线设置成类似双 端鞭89。
[0093] 供当前的倾斜进入技术的椎间盘清理操作中使用的所有工具的切削刃可以有利 地由形状记忆材料所制造，例如镍钛诺（Nitinol)，以便其可以以折叠位置在工具的端部处 被插入通过倾斜的孔，并且展开成从孔离开进入椎间盘间隙的其操作配置。此外，所述工具 在以下方面不同于现有技术的工具：切削刃是由挠性线构成的，以便当工具转动时相对于 工具轴线的攻角可以变化，以使切削头部能够在椎间盘环内部获得比刚性切削头部更大的 可达范围。另外，具有挠性切削头的所述工具能够同时并且实质上同样地清理上椎骨和下 椎骨两者的终板，虽然至上椎骨终板的通路实质上比至下椎骨终板的要好，因为清理工具 面对上椎骨终板的角度比下椎骨终板的更"垂直（face-on)"。利用径向插入的工具，该问 题未出现，因为两个终板都以相等的对准面向工具。
[0094] Transl公司的现有的用于椎间盘清理的通常径向地进入椎间盘间隙的设备已经 在其AxiaLIF?过程中描述了轴向方法，虽然对于L5-S1治疗，这被限制于骶骨部。在美国 专利号6, 558, 390和转让给Transl的随后的专利和申请中描述了AxiaLTF?过程和所使 用的工具。用于切碎椎间盘的髓核物质的工具与本发明的工具不同，通常具有刚性的切削 头部，因为它们以差不多轴向位置操作，并且因此没有或者无需挠性来随着工具的旋转而 改变操作角度。然而，如上所述，任何前述方法都未设计成能以真正的倾斜方式进入椎间盘 间隙。
[0095] 现在参见图9,其是实施螺杆栗工具的完全的椎间盘排空系统的示意图，如上面的 图8B和8C所示。所述工具示出为在下椎骨91和上椎骨92之间的椎间盘间隙90内部操 作。其是电动的，一般以每秒一转到每秒几转之间的速度转动，并且可以使用普通的医院抽 吸系统来将从椎间盘间隙中移除的切碎材料栗送出到废物容器94中。该系统可以通过倾 斜轨迹来操作。
[0096] 现在参见图10,其显示了椎骨牵引设备是由可充气的的气球102组成，该可充气 的的气球102通过一个钻孔103被从椎弓根部位插入到脊椎的椎间盘间隙104中，并且然 后借助于充气管106被充气以在两个相邻椎骨上产生相反的作用力，从而能够减压并舒缓 狭窄症。一旦实现牵引，则插入一个倾斜的螺钉以在牵引位置处固定椎骨。然后将气球放 气并从椎间盘间隙中取出，椎间盘的位置由第一插入的倾斜螺钉保持。然后通过第二钻孔 插入骨移植物，从该第二钻孔中取出放过气的气球，接着，插入第二倾斜螺钉以完成两个椎 骨的固定。
[0097] 图10还很好地图解了倾斜孔如何非常靠近椎间孔108地通过，并且当钻所述孔时 理所当然需要高精度，以避免对从椎间孔处的脊柱中离开的神经的破坏。这强调了当形成 所述倾斜孔时使用机器人控制和钻孔的优点。
[0098] 本发明中所描述的倾斜方式与现有技术的横向或者径向方式相比具有额外的优 点，其中必须在椎间盘环中制造出辅助孔，以便清理它、执行牵引或者插入例如保持架的椎 体间支架。因为所述环对于椎间盘具有重要的支撑特性，所以环中的该辅助孔可以显著地 影响椎骨间的支撑强度。另一方面，倾斜的方式，通过接近椎间盘的髓核而不是通过环本 身，排除了对所述辅助孔的需要。
[0099] 本领域技术人员应意识到，本发明特别是不受上文所示和所描述的限制。更确切 地，本发明的范围包括上文所描述的各种特征以及本领域技术人员在阅读上述描述时想到 的并且不在现有技术中的变化及改进的组合和再组合。
【主权项】
1. 一种用于清理椎骨间的间隙的工具，包括： 空心管状套筒； 中心元件，其同轴地设置在所述空心管状套筒内部，所述中心元件可相对于所述空心 管状套筒转动，以及 至少一个烧性的切削元件，其附接至所述中心元件的远端，从而所述中心元件的转动 促使所述挠性切削元件切碎所述椎骨间的间隙中的髓核物质。2. 根据权利要求1所述的工具，其中所述中心元件包括螺旋元件，从而可以通过所述 中心元件的转动从所述椎骨间的间隙除去所述切碎的髓核物质。3. 根据权利要求1和2中任一项所述的工具，其中所述挠性切削元件包括至少一个线 元件。4. 根据权利要求3所述的工具，其中所述线元件包括至少一个线环。5. 根据权利要求1到4中任一项所述的工具，其中所述挠性切削元件是由形状记忆合 金构成的。6. 根据权利要求1到4中任一项所述的工具，其中所述切削元件的挠性是这样的，即， 当所述工具转动时所述切削元件改变其相对于所述工具的轴线的攻角。7. 根据权利要求1到6中任一项所述的工具，其中所述至少一个挠性切削元件是可操 作的，以清理与所述椎骨间的间隙相关联的椎骨的终板。8. -种用于清理椎骨间的间隙的工具，包括： 空心管状套筒； 中心元件，其与所述空心管状套筒同轴地设置；所述中心元件可相对于所述空心管状 套筒纵向地移动；以及 至少一个烧性切削元件，其附接至所述中心元件的远端，从而所述中心元件的纵向运 动促使所述挠性切削元件在离所述工具的远端的不同距离处工作， 其中所述空心管状套筒和所述中心元件是可旋转的，从而所述中心元件的转动促使所 述挠性切削元件切碎所述椎骨间的间隙中的髓核物质。9. 根据权利要求8所述的工具，其中所述至少一个挠性切削元件是至少一个线环，其 一端附接至所述空心管状套筒，并且其另一端附接至所述中心元件，从而所述中心元件的 纵向运动促使所述至少一个环扩张或者收缩。10. 根据权利8和9中任一项所述的工具，还包括螺旋元件，从而可以通过所述中心元 件的转动从所述椎骨间的间隙除去所述切碎的髓核物质。11. 根据权利要求8到10中任一项所述的工具，其中所述挠性切削元件是由形状记忆 合金构成的。12. 根据权利要求8到11中任一项所述的工具，其中所述切削元件的挠性是这样的， 即，当所述工具转动时所述切削元件改变其相对于所述工具的轴线的攻角。13. 根据权利要求8到12中任一项所述的工具，其中所述至少一个挠性切削元件是可 操作的，以清理与所述椎骨间的间隙相关联的椎骨的终板。
【专利摘要】本发明涉及一种使用两个以倾斜轨迹从下椎骨的椎弓根插入到相邻的上椎骨本体中的螺钉来执行最小地侵入的脊骨稳定化的机器人系统。该过程比使用开放式背部手术所执行的所述过程创伤更小，借助于使用来沿一安全轨迹引导外科医生的机器人，避免了对椎骨周围的神经的损伤。机械手是有利的，因为其对于操作地点的直接观察未提供通路，并且可以轻易地仅使用机器人控制来获得倾斜进入所需的高精度。该机器人系统还消除了对许多荧光镜图像的需要，以核查相对于周围神经的钻头插入位置。还描述了具有挠性头的椎间盘清理工具。通过比较荧光镜图像与显示规划出的路径的外科手术前图像来确定钻孔轨迹。
【IPC分类】A61B34/10, A61B17/70, A61B17/88, A61B34/20, A61B34/30
【公开号】CN105395253
【申请号】CN201510993963
【发明人】Y·巴尔, E·策阿维, I·利伯曼, M·肖哈姆
【申请人】马佐尔机器人有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2009年12月1日
【公告号】CA2745210A1, CN102300512A, CN102300512B, EP2381858A2, EP2381858A4, US8992580, US20110319941, US20150196326, WO2010064234A2, WO2010064234A3