[发明专利]用于植入骨组织的系统

说明书

本发明涉及用于将可植入设备植入骨组织的系统、用于这种系统的处理单元、植入可植入设备的方法，以及提供用于植入可植入设备的信息的方法。鉴于发现骨松质中的脂肪含量高于骨密质中的脂肪含量，能够通过光学手段(例如，光谱检查)而确定的脂质分数能够用于确定在健康骨中的正确螺钉放置。

技术领域

本发明涉及用于将可植入设备植入骨组织的系统，所述可植入设备具有用于接收光学传输设备的内腔。本发明还涉及针对用于将可植入设备植入骨组织的这种系统的处理单元、辅助植入可植入设备的方法、提供用于植入可植入设备的信息的方法，以及用于提供用于植入可植入设备的信息的软件产品。

背景技术

在许多医学流程和背景中，可植入设备被临时植入骨组织，以例如用于将骨组织相对于其他骨组织进行固定或者用于相对于外部环境来固定骨组织。

这种临床应用的范例包括在颈椎、胸椎和腰椎中插入椎弓根螺钉、各种骨创伤中的骨折固定，以及髋关节成形术和膝关节成形术中的板定位。

椎弓根螺钉固定(例如参见R.J.Mobbs、P.Sivabalan以及J.Li的“Technique,challenges and indications for percutaneous pedicle screw fixation”(Journalof Clinical Neuroscience 18，2011年，第741-749页))是治疗脊柱退行性疾病、椎间盘疾病、脊柱创伤或脊柱畸形的主要手段。椎弓根螺钉固定提供短而坚硬的节段稳定，这允许保留运动节段并稳定脊柱。处置胸腰椎骨折的融合率和临床结果似乎优于使用其他形式的处置而实现的融合率和临床结果。根据医学护理研究与质量机构(AHRQ)的报告，在美国医院2011年的住院期间(每10000人的住院率为15.7)，共进行了约488000次脊柱融合术，占所有手术室流程的3.1％。

尽管脊柱椎弓根螺钉在全球范围内被用于增强脊柱的稳定性，但是脊柱椎弓根螺钉的器械操作的安全性和有效性仍受到质疑。关于放置椎弓根螺钉有两个主要问题：

1、准确定位椎弓根螺钉——椎弓根螺钉要么被盲目地插入，要么在通常较差的荧光透视引导下进行插入。最近，采用了一些导航技术，但迄今为止，临床结果有限。

2、椎弓根螺钉松动——椎弓根螺钉常常被置于患有脊柱退行性疾病的老年人中，其中，骨质疏松症是常见病症。在外科手术处置之后的两年内，约有三分之一的患者会发生螺钉松动。

发明内容

本发明的目的是提供对可植入设备在骨组织中的植入的改进，尤其是在准确性和可靠性方面。尤其地，作为这种可植入设备的范例，期望在插入螺钉时提供椎弓根螺钉在人体脊柱中的准确放置，其具有感测周围组织的能力。可以及时检测到并防止靠近重要结构(脊髓、脊神经)或侧向错误放置(肌束)。本发明的目的还在于提供一种检测系统，其允许在放置期间测量骨的硬度，以便判断是否应当采取额外的措施来旋拧螺钉。

在本发明的第一方面中，提出了一种用于将可植入设备植入骨组织的系统，所述可植入设备具有用于接收光学传输设备的内腔，所述系统包括：光探测器，其被配置为当至少所述光学传输设备已经被接收在所述可植入设备的所述内腔中时被耦合到所述光学传输设备，以便接收被邻近所述可植入设备的组织反射的光和/或在邻近所述可植入设备的组织中被散射的光，并且探测被邻近所述可植入设备的组织反射的所述光和/或在邻近所述可植入设备的组织中被散射的所述光的光谱的至少部分；计算单元，其用于根据所探测的光谱来计算指示所述组织中的脂肪含量的参数；以及导航单元，其用于将指示所述脂肪含量的所计算的参数与预定值进行比较，并且输出指示所述比较的结果的信号。