确定最小侵入性手术中最佳牵引长度的系统和方法
背景
到达脊柱的最小侵入性装置和方法可最大程度地减少组织回缩和剥离，以 促进治愈和更快复原。可将一个或多个牵引器(retractor)置于通路入口中，以便 到达体内深处部位，同时维持该过程的最小侵入性特征。较小的通路入口增加 了确定牵引器最佳长度的困难，因为切口下面的皮肤或组织或者位于通路入口 中的其它装置模糊了位于入口中或穿过入口的测量装置的标识(indicia)或标记。 需要能够改进测量和确定在最小侵入性通路入口中定位的最佳牵引器长度的 系统和方法。
发明概述
根据一方面，提供了一种用于确定患者最小侵入性手术中使用的牵引器最 佳长度的系统。该系统包括参比装置，它具有在其远端和其上的指示物之间的 预定长度。远端可在入口中邻近患者目标位置处定位，指示物位于入口进入位 置的近端方向。该系统还包括测量装置，它具有沿其延伸的标识。使用中，参 比装置可位于入口中而其远端邻近目标位置，测量装置可沿参比装置放置而其 远端邻近入口外侧的进入位置。参比装置指示物沿测量装置标识的位置指示了 放置在入口中的牵引器的最佳长度。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于确定患者最小侵入性手术中使用 的牵引器最佳长度的系统。该系统包括至少一个组织扩张器，它具有在其远端 和其上的指示物之间的预定长度。远端可在入口中邻近患者目标位置处定位， 而指示物位于入口进入位置的近端附近。该系统还包括测量装置，它具有沿其 延伸的标识。当测量装置沿入口中的所述至少一个组织扩张器放置而扩张器远 端邻近目标位置、且测量装置的远端邻近进入位置时，指示物沿标识的位置指 示了放置在入口中的牵引器的最佳长度。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于确定患者最小侵入性手术中使用 的牵引器最佳长度的测量装置。该测量装置包括在远端和近端间延伸的主体。 主体包括在远端和近端间沿其延伸的标识。标识包括其数值从近端向远端增加 的刻度。使用中，远端可位于患者进入位置附近而主体沿与患者目标位置相关 的指示物延伸。指示物沿标识的位置指示了最佳牵引器长度。
根据又一方面，提供了一种确定患者最小侵入性通路入口的最佳牵引器长 度的方法。该方法包括将参比装置插入入口中，当参比装置的远端邻近患者目 标位置时，参比装置包括：位于入口进入位置近端方向的指示物；将测量装置 的远端定位在进入位置附近，测量装置包括从进入位置向近端沿其延伸的标 识；以及观察指示物沿标识的位置以确定最佳牵引器长度。
通过以下叙述，这些和其它方面将显而易见。
附图简要说明
图1是用于在最小侵入性手术中确定最佳牵引器长度的一个实施方式系统 的部分截面图。
图2是用于在最小侵入性手术中确定最佳牵引器长度的另一个实施方式装 置的正视图。
图3是图2装置的端视图。
图4是用于在最小侵入性手术中确定最佳牵引器长度的另一个实施方式系 统的正视图。
所示实施方式的描述
为了促进对本发明原理的理解，现在将参考附图所示实施方式并采用具体 语言描述这些实施方式。然而，应理解，这不是对本发明范围的限制。而可包 括所示装置中的任何改变或进一步改进、以及本文所示本发明原理的任何进一 步应用，正如本发明所属领域技术人员通常所明白的那样。
提供了一种测量装置，可位于通路入口附近外侧，具有与患者目标位置相 关的指示物。测量装置包括沿其延伸的标识，对应于标识的指示物位置指示了 定位在患者目标位置中牵引器的最佳长度。
在一个实施方式中，测量装置是扩张器，该扩张器可置于患者中以引导一 个或多个其它扩张器在其上的放置。一个或多个其它扩张器放置在其上之后可 除去该测量装置扩张器。测量装置扩张器包括标识，并可位于沿患者中一个或 多个扩张器的患者进入位置附近外侧。其它扩张器中至少一个包括沿标识设置 的指示物，用于指示需定位在患者中的牵引器的最佳长度。
在另一个实施方式中，测量装置是导管，该导管可位于与目标位置相关的 一个或多个指示物上。指示物相对于沿导管标识的位置指示了最佳牵引器长 度。在一种形式中，导管包括沿其延伸的窗口和沿窗口延伸的标识。在另一种 形式中，导管包括从其延伸的把手，以便操纵和掌握测量装置。
指示物可位于与患者中目标位置相关的任何装置上，以在测量装置位于其 附近时指示最佳牵引器长度。在一个实施方式中，指示物是远端邻近患者目标 位置的位于切口中的扩张器的近端。其它实施方式考虑，指示物可以是可位于 患者中的任何装置的标记、结构、或其它信号，而装置的远端邻近目标位置， 且指示物位于患者外侧。
牵引器最佳长度等于按照需要能使牵引器远端定位在体内目标位置附近、 牵引器近端位于患者进入位置附近的任何长度。可调节长度的大小以使近端位 于进入位置处，以朝进入位置近端方向间隔近端，或朝进入位置远端方向在患 者中凹陷近端。合适的牵引器的例子参见美国专利6,679,833，该专利的内容结 合于此作为参考。在一种形式中，牵引器离开目标位置的长度使牵引器的近端 位于患者进入位置处，以提供通过皮肤和/或组织的受保护通道，同时尽可能减 小牵引器离开进入位置的程度。在另一种形式中，牵引器离开目标位置的长度 定位牵引器的近端，使其从进入位置向近端延伸，以便在近端连接辅助装置， 例如内窥镜。
牵引器可以是导管、套管或插管，以提供通往患者目标位置的受保护通道。 牵引器可以是可扩张的、刚性的、柔性的、以及刚性和可扩张部分的组合。牵 引器可由完全围绕入口延伸、或沿入口接触组织的一个或多个刀片构成。当位 于入口中时，牵引器的远端位于目标位置附近，且牵引器在切口中可去除以重 新定位远端，或牵引器可固定于骨组织。牵引器可与一种或组合的观察系统联 用，以通过切口、或通过切口附近的入口观察目标位置。这种观察系统包括荧 光镜系统、X-射线系统、CT成像、内窥镜、显微镜、放大镜、肉眼观察等。
参考图1，显示了椎骨10，它具有前侧椎体部分12和后侧元件14。入口 18可穿过皮肤16和组织20，以提供通往脊柱相关目标位置的最小侵入性通路。 入口18可通过皮肤16和/或组织20扩张，以通过扩张的最小侵入性通路入口 到达后侧椎体元件。通入患者的进入位置可在皮肤16上或在一些沿组织20的 位置中。并且，入口18可通过皮肤16和/或组织20中的切口、穿刺或其组合 形成。
扩张器系统30可位于入口18中、并延伸通过皮肤16和组织20，以使扩 张器系统30的末端定向在目标位置附近，例如所示后侧椎体元件14附近。目 标位置包括以下任何一种或其组合：前侧椎体部分12、后侧元件14、椎骨间 盘间隙、小面、片层、蒂、横突、棘突、壳顶孔、或邻近脊柱或脊柱中的任何其 它骨或组织结构。
扩张器系统30可包括任意数量的扩张器，从一个扩张器到三个或更多个 扩张器。在图1中，显示了三个扩张器。内扩张器32在近端36和远端38间 延伸。内扩张器32包括在近端和远端36，38间延伸并开口的中央孔34。其它 实施方式考虑了实心内扩张器32。
中间扩张器40在近端44和远端46间延伸。中间扩张器40包括在近端和 远端44，46间延伸并开口的中央孔42。中间扩张器40包括在近端和远端44， 46之间的一长度，该长度小于内扩张器32在近端和远端36，38间的长度。因 此，当远端38，46如图所示相互邻近对齐时，近端36向近端延伸超出近端44。 其它实施方式考虑提供一个以上的中间扩张器，其远端对齐时，较内部的中间 扩张器的近端向近端延伸超出相邻的较外部的中间扩张器的近端。
外扩张器50在近端54和远端56间延伸。外扩张器50包括在近端和远端 54，56间延伸且开口的中央孔52。外扩张器50包括在近端和远端54，56间 的一长度，该长度小于相邻中间扩张器40在近端和远端44，46间的长度。因 此，当远端46，56如图所示相互对齐时，近端44向近端延伸超出近端54。
在插入扩张器系统30之前，考虑将针插入通过皮肤16和/或组织20，针 的远端与骨或邻近目标位置的其它组织相啮合。针包括容纳可除去管心针的内 孔。当针与骨或其它组织相啮合时，除去管心针，并将引导线穿过针的内孔以 与针所啮合的组织或骨相连。然后，从引导线上取出针，引导线保留在适当位 置以引导至少一个内扩张器32的放置。在放置内扩张器32之前，可基于延伸 通过患者皮肤16和组织20的引导线的位置形成入口18。可制备切口以便形成 入口18，虽然这不是必需的。
其它方法考虑不采用针，在将引导线导入并经皮靶向至目标位置之后，可 在引导线上放置内扩张器。在另一个实施方式中，既不使用针也不使用引导线， 而是将套针或内扩张器导入患者到达目标位置。在任何方法中，可采用合适的 可视化系统来引导针、引导线、套针和/或内扩张器的放置，包括图像引导导航 系统、荧光镜、X射线、CT成像、显微镜、内窥镜、放大镜、肉眼观察中的 任一种或其组合。
当一个或多个扩张器32，40，50位于入口18中、且各远端38，46，56 邻近目标位置时，扩张器32，40，50中的任一种或其组合可用作具指示物的 参比装置。而且，还可考虑采用不是扩张器32，40，50中一个的参比装置， 只要它包括与体内目标位置相关的指示物。
测量装置60可位于一个或多个扩张器32，40，50或用作参比装置的其它 装置附近的入口18外侧，以确定定位在通往目标位置的入口中的最佳牵引器 长度。测量装置60包括在近端64和远端66间延伸的主体62。沿主体62具有 标识68。标识68可由一系列间隔标记形成，包括沿各个或任何标记间隔如标 识68的测量数字。标记可刻上标尺以指示定位在入口中的最佳牵引器长度。
远端66可抵靠在沿一个或多个扩张器32，40，50的入口18的进入位置 附近。扩张器32，40，50中至少一个是参比装置，并包括与标识68对应的指 示物，以指示位于入口18中的牵引器的最佳长度。例如，在所示实施方式中， 扩张器32用作具有在近端36和远端38间已知长度的参比装置。近端36是指 示物，其沿测量装置60标识68的排列指示了位于入口18中牵引器的最佳长 度。
在一个具体的实施方式中，为了阐述目的而非限制性的，参比装置是扩张 器32。扩张器32可具有从其远端38到其指示物(在所示实施方式中，是近端 36)的任何长度。远端38和指示近端36间的总长度被定义为变量X。长度X 的第一部分位于入口18中，从进入位置向远端延伸，该第一部分被定义为变 量Y。长度X的第二部分从入口18的进入位置向近端延伸，该第二部分被定 义为变量Z。沿测量装置60的标识68包括刻度，具有对应于长度X减去长度 Z的沿其延伸的测量数字。因此，基于沿测量装置60的标识68的近端36(指示 物)的位置，标识的测量数字提供了最佳长度Y的读数。在所示实施方式中， 最佳长度Y指扩张器32(参比装置)的总长度X与扩张器32从入口18的进入位 置朝近端36(指示物)向近端延伸的长度Z的差值。
在图1所示实施方式中，指示物对应于扩张器32的近端36。但是，应理 解，指示物可以是位于入口18的进入位置向近端沿扩张器或采用的任何其它 参比装置延伸的任何标记、结构、或其它机械或电信号。而且，任何扩张器32， 40，50可用作参比装置，只要标识68校准参比装置远端与指示物之间的长度。 在又一种形式中，可提供许多测量装置60，各自具有分别对应于扩张器32， 40，50和/或其它参比装置的标识68。外科医生从成套器械中选择对应于保留 在入口中的参比装置的测量装置。为便于选择合适的测量装置60，该测量装置 可具有颜色编码、键、或与扩张器或其它参比装置配合，以指示出可由其获得 的一用特定测量装置来进行测量的特定参比装置。
参比装置不一定是位于入口中的扩张器以扩张皮肤16和/或组织20。而参 比装置可以是任何导管、杆、套管、线或位于入口18中的其它装置，一旦定 位，其远端邻近患者目标位置，而指示物位于入口18进入位置的近端位置。 在另一个实施方式中，测量装置60也可以是扩张器。例如，测量装置60可以 是通过入口18的最先插入扩张器。放置一个或多个其它扩张器之后，从入口 18中取出测量装置60，并围绕入口18中的参比装置定位，其远端邻近进入位 置。其余扩张器中的一个或一些其它参比装置保留在入口18中，用作参比装 置。将参比装置的长度校准为沿测量装置的标识，以指示出参比装置指示物沿 标识68的位置以选择最佳长度牵引器。
参考图2和3，显示了另一个实施方式的测量装置80。测量装置80包括 在近端84和远端86间延伸的主体82。主体82包括沿其延伸的中央通道90。 通道90在近端和远端84，86开口，虽然通道90也可在近端84处闭合。测量 装置80还包括在近端84附近从主体82延伸的轴94、以及在轴94的一端处与 主体82隔开的把手96。把手96偏离主体82，以便观察和操纵测量装置80。
测量装置80还包括沿主体82延伸的标识92。通过主体82的窗口98与通 道90连通。标识92可沿窗口98设置，并包括沿其延伸的标记，而提供与预 定长度的参比装置相应的数字刻度，如上述测量装置60中所讨论的那样。数 值刻度包括沿标识92的测量数字以指示最佳牵引器长度。测量数字的值从近 端84向远端86增加。因此，随着参比装置的Z长度(图1)增加，参比装置的 指示物将沿标识92朝近端84定位，标识92指示了牵引器较短的最佳长度Y。 相反，随着参比装置的Z长度降低，参比装置的指示物将沿标识92向预定86 定位，标识92指示了牵引器较长的最佳长度Y。还可考虑，测量装置60的标 识68可包括数字刻度，测量数字的值从近端64向预定66增加。
如图4所示，测量装置80可邻近参比装置、诸如一个或多个扩张器32， 40，50定位。可通过窗口88观察参比装置，而标识92沿窗口88延伸。参比 装置指示物如扩张器32的近端36沿标识92的位置指示了定位在切口18中的 牵引器的最佳长度。测量装置80邻近参比装置定位有利于观察指示物沿标识 92的对齐。这种定位还有利于牵引器长度的精确测量，因为远端86接触患者 入口18进入位置，可考虑和平均入口18的进入位置周围存在的任何变异、外 形或其它条件的影响。
对于各测量装置60，80来说，在与进入入口的参比装置的进入口附近间 隔开的位置处观察最佳牵引器长度的测量。因此，在测量位置标识68，92不 会被皮肤16和/或组织20所模糊。因此，如果最佳牵引器长度落在沿标识的间 隔之间，就有理由确认最佳牵引器长度是否对应于标识相邻间隔所指示的较短 或较长长度。
虽然在附图和上述说明中详细显示了描述了本发明，但应认为这些附图和 说明是示例性而非限制性的。本发明精神范围内的所有变化和改进都需要保 护。