[发明专利]在脊柱中模板化和置入假体椎间盘

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请案要求2006年6月28日提交的美国临时申请第60/816,882号的优先权。 

发明背景 

1.技术领域

本发明涉及人工椎间盘的模板化(templating)和置入，尤其涉及一种新的、改进的能够让医生选择人工椎间盘的最优尺寸并将其精确置入到椎骨间以提升其动态功能的装置和方法。 

2.背景技术的描述 

人椎间盘的退变已越来越多使用假体椎间盘来治疗。一个成功的外科手术的决定性因素是在脊柱人工椎间盘置换手术中对假体椎间盘进行适当的模板化和置入。对模板化来说，重要的参数有高度、宽度、深度和前弯度。对置入来说，有不同的方法来置入这些人工椎间盘。具体地，这些人工椎间盘能够被前置，侧置或者后置，最普遍的方法是前置法。置入该假体椎间盘一个关键部分是其置入的前后位置，因为这决定了该假体的旋转中心及其动态功能，如果该假体被置入到了椎间隙旋转中心的前面，那该假体实质上就成为了一个刚性装置。当假体的即时旋转中心在实际椎间隙的中心后部的椎间隙的后三分之一时，这时该假体处于一个理想的位置。通常在手术时选择适当的人工椎间盘置入尺寸的模板，随后通过荧光镜检查法或者其它图像引导法来辅助置入假体椎间盘。 

到目前为止，多数关于模板化和置入的专利系统及方法，都是在手术时由外科医生手工操作的。就目前的情况而言，没有可以自动确定理想的高度、宽度、深度及前弯度或者人工椎间盘假体的实际置入位置的装置和系统。 

发明概述 

本发明能够自动的生成表格，该表格包含了实际椎间隙和单个的假体(人工椎间盘)的高度、宽度、深度和前弯度的数据，并同时提供示意图，该示意图显示单个椎间隙的数据。这种方法实际上确立了两个在尺寸上真正不同的空间(volumes)。具体的，这种方法建立了该椎间隙的实际空间并且包含了假体椎间盘建立的空间。该空间分别被展示并且被合并在一起以便于外科医生选择理想的假体椎间盘。合并的空间的图像有一个关键的特征量来保障理想的假体置入尺寸和位置并通过假体椎间盘的关节活动度来优化该假体椎间盘的动态功能，即空间中旋转中心的坐标。外科医生可以利用该数据并通过如下四种方法之一来进行实际的假体椎间盘的置换：1.方法A：采用外科医生偏好的方法来手动置入人工椎间盘；2.方法B：利用椎弓根基部圆周轮廓线法，该方法和术中荧光图像相结合；3.方法C：利用双环矫正装置和钻导法；和4.方法D：使用任何商业上可获得的计算X断层扫描技术/荧光套准软件。这些方法在本发明得以体现。 

附图简述 

图1a和1b分别展示了三维计算机图像的侧面和后面，该图像是通过对所选脊柱区域的椎骨进行CT、MRI或其它研究方式而形成的； 

图2是从如图1a和1b所示的脊柱区域经人工切除后的单节椎骨的三维计算机图像； 

图3是两个邻近的椎骨及其间的椎间隙的冠状面示意图； 

图4是图3所示椎骨的径向面示意图； 

图5是图3和4所示上部椎骨的横截面示意图； 

图6是一个位于椎间盘空间里的假体椎间盘的立体示意图，该椎间盘空间位于图3、4和5所示的邻近的椎骨之间； 

图7是图3-5所示椎骨置入了图6中的假体椎间盘之后的冠状面示意图； 

图8是图7所示椎骨和假体椎间盘的径向面示意图； 

图9是图7和8所示椎骨和假体椎间盘的横截面平面示意图； 

图10是和图7类似的冠状面视图，显示了假体椎间盘的旋转中心和椎骨间的椎间隙的中心；

图11是和图8类似的径向面视图，显示了假体椎间盘的旋转中心和椎骨间的椎间隙的中心； 

图12是和图9类似的横截面视图，显示了假体椎间盘的旋转中心和椎骨间的椎间隙的中心； 

图13是椎骨的径向面示意图，显示了椎弓根基部圆周的内侧中心(medialcenter)； 

图14是图13所示的椎骨的横截面示意图，显示了椎弓根基部圆周的内侧中心和椎弓根的峡部； 

图15是图13和14所示椎骨的冠状面示意图，显示了椎弓根基部圆周的内侧中心； 

图16是椎骨的径向面视图，显示了椎弓根基部圆周的内侧中心和通过终板径向中心的前点及后点(anterior and posterior points)； 

图17是图16所示椎骨的横截面示意图；