[发明专利]用于对脊连杆进行弯曲的装置

说明书

本申请是申请日为2009年4月3日、发明名称为“用于对外科植入体进行设计和成形的系统和方法”、申请号为200980115946.X(PCT/US2009/039452)的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请是2008年10月7日提交的共同待定的第12/246,581号美国专利申请的部分继续申请，该申请是于2008年4月4日提交的第12/098,375号美国专利申请的部分继续申请，该申请的内容通过参考结合到本申请中。

技术领域

本发明涉及一种用于对脊连杆进行弯曲的装置。

背景技术

本发明涉及与诸如外科联接装置的外科植入体的设计及成形有关的系统与装置。尤其是，本发明提供了这样的系统和装置：它们用于对外科植入体进行成形或造形，以使植入体能以六自由度连接方法顺应于两个或多个选定的连接点(包括表面解剖体)。

在矫形外科手术中经常要用到一些固定系统，用于将患者骨体的各个部分以理想的空间相互关系或者局部地或者刚性地对齐、调整或固定。例如，在用于对椎骨进行修复或位置调整的脊椎外科手术中，往往必须要用外科方法对多个椎骨进行操作。由于脊椎外科手术所需要动用的骨科元件(bony element)通常要多于其它区域的矫形外科手术，所以，联接装置的设计和植入面对非常大的挑战。对诸如脊柱侧凸、脊骨损伤、椎间盘问题等疾患状况进行治疗时通常要用到脊连杆固定系统，该系统用于对椎骨进行定位并支撑脊椎运动节(motion segment)。

脊连杆需要在六个自由度上进行定向，以对特定患者脊柱的解剖学结构及特殊的连接点进行补偿，或者对用于将连杆连接到椎骨上的方法进行补偿。此外，正在被治疗的生理问题与医生的偏爱选择将确定所必需的确切构造。因此，各个脊连杆的尺寸、长度、以及特定弯曲部将取决于要被约束的各个椎骨的尺寸、数目、以及位置，并取决于这些脊连杆的相互空间关系以及用于对与各个椎骨相连的连杆进行保持的紧固装置，如肉蒂螺钉(pedicle screw)。对于不同的患者而言，椎骨的相互关系是不同的，对于安装连杆时患者所处的不同定位状态，椎骨的关系也是不同的。脊柱与椎骨在外科手术过程中的定向可能与患者处于直立姿态时的对应位置存在很大的不同。为了将连杆配合到两个或多个椎骨锚固件中，需要在一个或多个解剖学平面内对连杆进行弯曲，这些弯曲被表征为距离各个弯曲部的距离、弯曲的角度、以及相对于其它弯曲点的转动量。

可利用多种方法来完成脊连杆的弯曲。用于在手术过程中人工弯曲连杆的历史最悠久、应用最广泛的方法是采用被称为法国式弯折器(French Bender)的三点式弯折器，在该方法中，人工操作弯钳类型的装置来在连杆上形成一个或多个弯曲部。法国式弯折器需要用两手来进行操作，并根据手柄的长度而形成杠杆作用。尽管该装置能相对容易地对脊连杆进行弯曲，但使用该装置所确定的弯曲部的位置、角度、以及转角却往往是任意性的。因而，可能由于如下的操作而造成问题：对某一装置进行了弯折，然后为了修正错误而再次进行弯折，多次弯折会造成金属疲劳，或者在连杆中产生应力集中，这都会增大出现机械失效的风险。为了实现对连杆的最佳弯曲就需要增大手术室(OR)中的工作时间，这会增大致病几率。

脊连杆通常是由不锈钢、钛、或其他类似的硬质金属制成的，而且如果不借助于杠杆类型的弯折器，这些材料都难于进行弯折。此外，在使用法国式弯折器的过程中，由于必须要对几项空间关系进行保持，所以这一过程将花费非常长的时间，且需要医生具有高超的使用技能，以制得精确的最终产品。使用法国式弯折器来制得形状良好的连杆则更是困难的。因而，人们已尝试了多种方式来消除此现有技术中的不足。

本领域已公开了多种手动弯折器。在1992年5月19日授予Asher等人的第5,113,685号美国专利中，公开了一种用于对连杆和板件进行弯曲使其顺应于脊柱的设备，该设备包括具有多个弯曲角度的纵长杆棒，以便于能比法国式弯折器弯折出更多的角度。但是，该设备难于使用，且不带有任何装置来确定空间关系的六个自由度，而各个弯曲部都必须要确定出这六个自由度。在2006年7月13日公开的发明人为Garner等人的第2006/0150699号美国专利申请中，披露了一种用于对连杆进行弯折的器械和方法，该发明使用了具有支承表面的杠杆钳类型装置。此外，使用了可指示出由握夹运动量所弯折角度的量计，由此能确定出弯曲角度。尽管该装置易于使用，但在对其它自由度进行计算或形成最终的弯折部时，该装置无助于确定出其它的自由度。