[发明专利]在手术脊椎程序期间术中设计并评定脊椎畸形矫正的系统

说明书

在手术脊椎程序期间术中设计并评定脊椎畸形矫正的系统。本发明提供在脊椎手术程序期间设计、进行和评定对脊椎的手术矫正的方法。所述方法通过控制单元经由GUI进行，以使螺钉定位数字化，使解剖学参考点数字化，接受一种或多种矫正输入并产生一种或多种杆解输出，使杆成形以在与最初数字化定位不同的定位处接合螺钉。

相关申请的交叉引用

本申请为要求题为“Systems and Methods for Performing Spine Surgery”且在2013年10月9日提交的共同拥有且同时待审的美国临时专利申请61/888,990号的优先权权益的国际专利申请，所述临时专利申请的全部内容在此以引用的方式明确地结合到本文中，就如同在本文中阐述其全部内容一样。

技术领域

本申请涉及脊椎外科手术。更特定地讲，本申请涉及与在脊椎外科手术程序期间设计、进行和评定对脊椎的手术矫正相关的系统和方法。

背景技术

脊柱是骨骼和结缔组织的高度复杂系统，其为身体提供支撑且保护脆弱的脊髓和神经。脊柱包括一个堆叠在另一个上的一系列椎骨体，每个椎骨体包括相对脆弱的松质骨的内部或中心部分和相对坚硬的皮质骨的外部部分。椎间盘位于每个椎骨体之间，椎间盘缓冲并阻尼施加在脊柱上的压缩力。包含脊髓的椎管位于椎骨体后面。脊椎具有自然弯曲(即，在腰部和颈部区域的脊椎前凸和在胸部区域的脊椎后凸)，因此上椎骨和下椎骨的端板向彼此倾斜。

存在许多类型的脊柱病症，包括脊椎侧凸(脊椎异常侧弯)、过度的脊椎后凸(脊椎异常前弯)、过度的脊椎前凸(脊椎异常后弯)、脊椎前移(spondylothesis)(一个椎骨在另一椎骨上向前位移)和由异常、疾病或外伤引起的其他病症(例如，椎间盘破裂或椎间盘突出、退变性椎间盘疾病、椎骨骨折等)。遭受此类病状的患者常经历着极度且无力的痛苦以及衰减的神经功能。进行对于脊柱融合、减压、畸形及其他重建的后部固定来治疗这些患者。在腰部、胸部和颈部程序中后部固定的目的是稳定脊髓节段、矫正多轴对准和帮助优化脊髓和神经的长期健康。

脊椎畸形是脊椎常规对准结构改变的结果且通常归因于至少一个不稳定的运动节段。脊椎畸形的定义和范围以及治疗选择持续衍变。脊椎畸形矫正的手术目标包括曲率矫正、防止进一步畸形、改进或保存神经病学功能及恢复矢状和冠状平衡。越来越认识到，在成人脊椎畸形(ASD)的情况下，矢状平面对准和参数与健康相关的生活质量评分(HRQOL)相关。在文献中，在HRQOL评分与例如矢状纵轴(SVA)、骨盆倾斜角(PT)及骨盆入射和腰部脊椎前凸之间的失配的放射照相参数之间存在显著相关性。

发展了ASD的SRS-Schwab分类以帮助外科医师以此方式分类ASD并提供射线照相分析的方法。该分类系统帮助提供手术前治疗设计和术后评定的方案。利用该分类系统的当前环境需要外科医师检查术前患者的胶片并手动地或通过使用术前软件测量骨盆入射、腰部脊椎前凸、骨盆倾斜角和矢状纵轴。在该程序之后，外科医师检查术后胶片并测量相同的参数及它们因外科手术而怎样改变。存在对于术中评定这些及其他脊椎参数和随着手术程序对于术前计划进行而评定向这些术中脊椎参数的改变的系统和方法的需要。

在脊椎外科手术期间，螺钉、钩和杆是用以稳定脊椎的装置。所述程序常需要许多骨元件的仪器。例如杆的装置对于设计和植入患者中可极具挑战性。脊椎杆通常由不锈钢、钛、钴铬或其他类似的硬质金属形成，且因而在没有一些基于杠杆作用的弯曲机的情况下难以弯曲。此外，脊椎杆必须以六自由度定向以补偿患者脊椎以及用于紧固杆到椎骨上的连接点(螺钉、钩等)的解剖学结构。另外，正治疗的生理学问题以及医师的偏好性将决定着所需的确切配置。因此，脊椎杆的尺寸、长度和特定弯曲取决于待约束的每个椎骨的尺寸、数量和位置；在椎骨当中的空间关系；以及用以固定连接到椎骨的杆的螺钉和钩。