ХИРУРГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО НАЦЕЛИВАНИЯ
SURGICAL TARGETING DEVICE

Ссылка на родственную заявку
Эта заявка является международной патентной заявкой PCT, испрашивающей приоритет американской патентной заявки №13/016081, поданной 28 января 2011 года, описание которой во всей ее полноте включено в данную заявку путем ссылки.
Уровень техники
Восстановительная хирургия на костях и связках часто включает в себя сверление элементов скелета для крепления соединительных элементов, например связочных и сухожильных трансплантатов, а также различных искусственных заменителей и/или креплений для подвижных сочленений. В частности, особую важность приобретает восстановительная хирургия, затрагивающая переднюю крестообразную связку (anterior cruciate ligament - ACL), так как эффективность восстановления может серьезно повлиять на последующие спортивные способности пациента. Например, для профессиональных спортсменов эффективное восстановление ACL может привести к излечению травмы, которая в противном случае могла бы привести к завершению спортивной карьеры. В то же время ненадлежащим образом излеченная травма ACL может стать постоянной обузой даже для спортсмена-любителя.
Раскрытие изобретения
Восстановительная хирургия, включающая в себя функциональную структурную фиксацию к костным элементам, часто предусматривает сверление в области соответствующей кости, здоровой в структурном отношении. При восстановлении ACL все большее применение находит антероградное сверление бедренной кости. Поврежденную ACL часто заменяют трансплантатом, взятым из сухожилия надколенника или полусухожильной мышцы. Такое восстановление облегчается благодаря каналам, сформированным в большеберцовой и бедренной кости для использования при имплантации трансплантата в колено пациента. Недавние исследования показали, что при таком антероградном сверлении бедренной кости можно достичь более точного размещения, чем при применении обычных подходов, например при сверлении канала в бедренной кости через канал в большеберцовой кости. Затем трансплантат может быть закреплен в упомянутых каналах посредством крепежных средств, например интерферентных винтов или шовного материала, привязанного к винтовым штифтам. Бедренная кость особенно часто подвергается воздействию более значительных усилий, так как она часто несет весь вес пациента; и являясь наиболее крупной костью человека, может воспринимать значительное усилие при присоединении структуры, добавляемой хирургическим путем.
Рассматриваемые в данном документе конфигурации частично основаны на том наблюдении, что традиционные конструкции для хирургического или артроскопического сверления полагаются на неподвижно закрепленный нацеливатель, который может помешать позиционированию рукоятки и направителя ввода для оптимального позиционирования просверливаемого отверстия в точке ввода. Оптимальное размещение задает точку входа для просверливаемого отверстия, которое при зацеплении с жесткой структурой (например, с коленной чашечкой) на минимальную глубину замещает мягкую ткань на здоровом в структурном отношении местоположении. Обычные подходы, при которых применяют такие неподвижно закрепленные, жесткие нацеливатели, не позволяют достичь оптимального размещения межсуставного канала.
Таким образом, при восстановлении ACL, предусматривающем такое сверление, присоединение структурных хирургических креплений, например трансплантатов и искусственных соединителей, должно осуществляться в местоположении бедренной кости, здоровом в структурном отношении. В раскрытых в данном документе конфигурациях используется направитель сверления, предназначенный для позиционирования сверлильного канала при восстановлении ACL. Обычно направитель сверления, предназначенный для ввода в область сустава, устанавливает местоположение выходной точки сверления, когда хирург манипулирует рукояткой направителя сверления, чтобы установить местоположение входа. К сожалению, обычные устройства имеют недостаток, заключающийся в том, что направители сверления, предназначенные для направления размещения просверливаемого отверстия, являются универсальными, и в них точку сверления задают при помощи одной прямой конструкции, имеющей фиксированную связь между лапкой нацеливателя и рукояткой. Следовательно, при обычных подходах не делают различия между левым и правым коленом, не учитывают индивидуальных различий в конфигурации кости конкретного пациента. Это ставит под угрозу возможность манипулирования направителем сверления с целью поворота вокруг лапки нацеливателя для установления местоположения оптимальной входной точки для сверления. В обычных механизмах применяют неподвижно закрепленный нацеливатель, который не может совершать вращений и поворотов вокруг шарнирного соединения с лапкой для обозначения выходной точки сверления. Такие конструкции аналогичного диапазона применения могут попытаться достичь, используя неподвижно закрепленные левые и правые направители или серии направителей, фиксированных по угловому положению, которые предназначены для использования, как на правой, так и на левой стороне, однако это может потребовать применения метода проб и ошибок и изготовления целого ряда направителей, закрепляемых в разных фиксированных угловых положениях.
Конфигурации, описанные в данном документе, позволяют, по существу, преодолеть вышеописанные недостатки благодаря применению шарнирного направителя для позиционирования бедренного или большеберцового канала, например, при восстановлении передней крестообразной связки (ACL). Установление местоположения просверливаемого отверстия для размещения канала обеспечивает оптимальное проникновение в мягкую ткань (кожу, мышцы и т.д.) на минимальную глубину и в то же время направление сверления в достаточно жесткую и здоровую в структурном отношении область бедренной кости. Шарнирный направитель позволяет установить точку нацеливания в местоположении требуемого выхода сверления на бедренной кости. В рукоятке имеется отверстие, указывающее на местоположение для сверления, причем хирург может манипулировать рукояткой, поворачивая ее вокруг шарнира, чтобы расположить это отверстие в оптимальном местоположении, в то же время сохраняя одно и тоже место выхода, заданное точкой нацеливания. Таким образом, можно выбрать оптимальную точку сверления, позиционируя рукоятку в области минимальной глубины мягкой ткани и на одной линии с траекторией, проходящей через здоровую в структурном отношении область бедренной кости.
В частности, раскрытое в данном документе хирургическое устройство нацеливания содержит рукоятку, соединенную с проксимальным концом удлиненной лапки, которая также имеет дистальный конец, и шарнир, прикрепляющий нацеливатель к дистальному концу для обеспечения связи с возможностью вращения вокруг оси шарнира. Нацеливатель имеет удлиненное острие нацеливателя и точку нацеливания, причем точка нацеливания находится на дистальном конце острия нацеливателя относительно шарнира, а острие нацеливателя соединено с лапкой посредством шарнира на проксимальном конце. Шарнир выполнен с возможностью крепления устройства нацеливания под заданным углом вращения относительно оси, заданной вращением шарнира, так что эта ось проходит через точку нацеливания на всем диапазоне вращения шарнира, в то же время точка нацеливания остается на одной линии с направителем ввода, который установлен с возможностью скольжения сквозь отверстие в рукоятке, причем это отверстие задает ось ввода, проходящую в направлении точки нацеливания, так что точка нацеливания остается расположенной на пересечении оси шарнира и оси ввода.
Краткое описание чертежей
Вышеупомянутые и прочие объекты, признаки и преимущества данного изобретения станут более понятны из нижеследующего более подробного описания отдельных вариантов его осуществления, которое сопровождается чертежами. На всех видах, представленных на этих чертежах, одинаковые номера позиций относятся к одним и тем же деталям. Чертежи не обязательно выполнены в масштабе, напротив, акцент сделан на иллюстрацию принципов данного изобретения.
На фиг.1 показан вид сбоку предлагаемого хирургического устройства нацеливания.
На фиг.2 показано изображение в изометрии хирургического устройства нацеливания, показанного на фиг.1.
На фиг.3 показан вид сбоку хирургического устройства нацеливания, показанного на фиг.1, дуговая часть которого частично выдвинута.
На фиг.4 показан противоположный вид сбоку хирургического устройства нацеливания, показанного на фиг.1.
На фиг.5 показан альтернативный вид хирургического устройства нацеливания, показанного на фиг.4, дуговая часть которого частично выдвинута, а рукоятка отцеплена.
На фиг.6 показано изображение в изометрии лапки нацеливателя, установленного в хирургическом поле.
На фиг.7 показано изображение лапки с фиг.1 в разобранном виде.
Фиг.8 и 9 иллюстрируют последовательность процедур при использовании хирургического устройства нацеливания, показанного на фиг.1.
Осуществление изобретения
Ниже описан пример конфигурации и применения лапки хирургического нацеливателя. В этом примере конфигурации показано восстановление ALC с применением хирургического устройства нацеливания для сверления бедренной кости. В альтернативных конфигурациях может применяться размещение на других структурах скелета или на поверхностях более мягких тканей, причем в альтернативных конфигурациях может использоваться, а может и не использоваться сверление для создания канала для ввода проводника.
На фиг.1 приведен вид сбоку хирургического устройства 100 нацеливания, содержащего рукоятку 102, в которой выполнен паз 104, задающий дугу 106. Рукоятка 102 сформирована так, чтобы хирург или другой оператор мог надежно захватить рукоятку 102. Лапка 110 имеет дуговую часть 112 и прямую часть 114. Дуговая часть 112 сформирована для зацепления с возможностью скольжения с пазом 104 в рукоятке 102 для перемещения в соответствии со стрелкой 116. Прямая часть 114 имеет шарнир 120 для крепления нацеливателя 130 к прямой части 114 на противоположном конце, дистальном по отношению к дуговой части 112. Посредством шарнира 120 обеспечена связь нацеливателя 130 с прямой частью 114 с возможностью вращения вокруг оси 122 шарнира, как показано стрелкой 124. Посредством винта 126 или другого подходящего соединения с возможностью вращения, нацеливатель 130 закреплен на шарнире 120 вокруг оси 122 шарнира.
Нацеливатель 130 содержит удлиненное острие 132 нацеливателя, вытянутое от шарнира, и точку 134 нацеливания на дистальном относительно шарнира 120 конце острия 132 нацеливателя. Острие 132 нацеливателя соединено с прямой частью 114 посредством шарнира 120 на проксимальном конце. Кроме того, рукоятка 102 содержит направитель 140 ввода, выполненный с возможностью скольжения сквозь отверстие 144 в рукоятке 102, вдоль оси 142 ввода. Направитель 140 ввода имеет косые зубья 146 для выборочного входа в храповое зацепление с собачкой 148 при вращении направителя 140 ввода при помощи ручки 149 для ввода, так что зубья 146 входят в зацепление с собачкой 148. Ось 142 ввода проходит через точку 134 нацеливания на пересечении 150 с осью 122 шарнира, и таким образом, острие 132 нацеливателя вытянуто так, что точка 134 нацеливания расположена на оси 142 ввода во всем диапазоне 124 вращения нацеливателя 130.
Лапка 110 выполнена с возможностью перемещения по дуге относительно рукоятки 102, заданного дугой 106 и показанного стрелками 116. Точка 134 нацеливания является центром окружности, задающей дугу 106 в рукоятке 102, в которую дуговая часть 112 входит в зацепление с возможностью скольжения; таким образом, во время перемещения 116 по дуге точка 134 нацеливания сохраняет свое положение на пересечении 150. Кроме того, шарнир 120 выполнен с возможностью крепления нацеливателя 130 под заданным углом вращения вокруг оси 122, заданной шарниром 120 и проходящей через точку 134 нацеливания; при этом точка нацеливания остается на пересечении 150 на всем диапазоне перемещения лапки 130 и дуговой части 112.
Направитель 140 ввода имеет полую сердцевину (176, фиг.6 снизу) для последующего введения проводника, который рассмотрен ниже. Скошенная, зубчатая или другая подходящая зацепляющая кромка на острие 141 направителя ввода способствует идентификации точки разреза и последующему входу в зацепление с костью или другой твердой поверхностью для закрепления направителя для ввода проводника. Обычно разрез мягкой ткани делают там, где острие 141 контактирует с мягкой тканью. При этом направитель 140 ввода вводят вплоть до столкновения с твердым материалом (например, костью), и острие 141 входит в зацепление с костью, чему способствует прерывистое действие, предотвращающее проскальзывание во время ввода проводника.
Фиг.2 представляет собой изображение в изометрии хирургического устройства нацеливания с фиг.1. Как видно на фиг.1 и 2, для уменьшения массы в рукоятке 102 выполнены отверстия 103. Направитель 140 ввода выполнен с возможностью выдвижения до точки 134 нацеливания для задания просверливаемого отверстия и/или отверстия для ввода проводника по оси 142 ввода на интервале от отверстия 144 в рукоятке до точки 134 нацеливания. Ручка 127 шарнира выполнена с возможностью вращения винта 126 шарнира (стрелка 125) для закрепления и высвобождения шарнира 120 при различных углах вращения (поворота) на интервале, показанном для угла 124 поворота. Дуговая часть 112 может быть закреплена посредством фиксирующей ручки 113.
Фиг.3 представляет собой вид сбоку хирургического устройства нацеливания, соответствующего пункту 1 формулы изобретения и дуговая часть 112 которого частично выдвинута. На фиг.1 и 3 дуговая часть 112 частично выдвинута, в результате чего отверстия 103 в рукоятке 102 открыты. Ось 142 ввода и ось 122 шарнира по-прежнему имеют пересечение 150 в точке 134 нацеливания, так как лапка 110 перемещается по дуге 116 окружности 152, в центре которой находится точка 134 нацеливания.
Фиг.4 представляет противоположный вид сбоку хирургического устройства нацеливания, показанного на фиг.1. На фиг.1 и 4 видно отверстие 144 в рукоятке, демонстрирующее косые зубья 146, обеспечивающие прерывистое движение направителя 140 ввода. Полая сердцевина 176 направителя 140 ввода делает возможным прохождение проводника 154 (см. фиг.6 снизу) сквозь канал 174 для ввода, сформированный в результате вращения направителя 140 ввода или посредством отдельного сверлильного устройства.
Фиг.5 представляет собой альтернативный вид хирургического устройства нацеливания, показанного на фиг.4 с частично выдвинутой дуговой частью 112 и отцепленной рукояткой 130. Частичное выдвижение дуговой части 112 лапки 110 показано на этом чертеже так, что отверстия 103 закрыты дуговой частью 112 лишь частично. Шарнир содержит крепежный винт 126 для крепления лапки 130, которая показана отсоединенной так, что видна резьбовая часть крепежного винта 126.
Фиг.6 представляет собой изображение в изометрии хирургического устройства 100, расположенного в хирургическом поле. Как показано выше, восстановление ACL часто предусматривает хирургическое сверление бедренной кости 160 и большеберцовой кости 162 для прохождения проводника 154 сквозь направитель 140 ввода. На фиг.1 и 6 показан пример такого применения хирургического устройства 100 нацеливания. Хирург размещает точку 134 нацеливания в местоположении 170 нацеливания внутри хирургического поля, например, в структурно здоровом местоположении на бедренной кости 160. Обычно это местоположение является тем же местоположением, в котором ранее крепилась восстанавливаемая связка, однако возможно обозначение и/или нацеливание на другие подходящие местоположения. Хирург освобождает крепежный механизм шарнира 120, например, отвинчивая ручку 127 шарнира, и располагает лапку 110 и рукоятку 102 в местоположении, подходящем для сверления, как задано точкой разреза и соответствующим местом 172 сверления (следует иметь в виду, что точка разреза часто задает местоположение на мягкой ткани по оси ввода для ввода направителя ввода в направлении места 172 сверления). Зазубренная или скошенная кромка на острие 141 направителя 140 ввода проходит через мягкую ткань и соприкасается с местом 172 сверления на кости, хряще или другой твердой поверхности. Острие 141 сформировано с возможностью входа в зацепление с поверхностью кости после проникновения сквозь мягкую ткань посредством ввода; и может иметь, например, пирамидальную, зазубренную или скошенную кромку. После этого можно использовать сверло для последующего рассверливания канала 174 для ввода, образованного в результате прохождения проводника 154 сквозь полую сердцевину 176 направителя 140 ввода.
На фиг.7 в разобранном виде показана лапка 110, изображенная на фиг.1. На лапке 110 предусмотрены штриховые метки 113, отмеряющие дуговую протяженность дуговой части 112. На этом чертеже также показано отделение шарнира 120, прикрепляющего с возможностью вращения прямую часть 114 лапки 110 к нацеливателю 130.
Фиг.8 и 9 иллюстрируют последовательность процедур при использовании хирургического устройства нацеливания, изображенного на фиг.1. Как показано на фиг.1, 8 и 9, установление местоположения оптимальной точки ввода позволяет установить местоположение точки 134 нацеливания в целевом местоположении, манипулировать ручкой 102 посредством вращения шарнира 120 и перемещать дуговую часть 110 для расположения направителя 140 ввода соответствующим образом, как описано ниже.
Способ хирургического сверления с применением предлагаемого хирургического устройства нацеливания на этапе 200 предусматривает ввод рукоятки 102, в которой имеется паз 104, задающий дугу 106, в зацепление с хирургическим полем для задания просверливаемого отверстия 174 посредством размещения лапки 110, имеющей дуговую часть 112 и прямую часть 114, так, что дуговая часть 112 находится в зацеплении с возможностью скольжения с пазом 104 в рукоятке 110 для перемещения по дуге, как указано для этапа 201.
Лапка 110 шарнирно прикреплена к нацеливателю 110, имеющему удлиненное острие 132 нацеливателя и точку 134 нацеливания, так что точка 134 нацеливания находится на дистальном конце острия 132 нацеливателя относительно шарнира 120, а острие 132 нацеливателя присоединено к прямой части 114 посредством шарнира 120 на проксимальном конце, как указано для этапа 202.
Оператор поворачивает шарнир 120, который крепит нацеливатель 130 к прямой части 114, дистальной по отношению к дуговой части 112, для обеспечения связи с прямой частью 114 с возможностью вращения вокруг оси 122 шарнира, как указано для этапа 203. Ось 122 шарнира проходит через точку 134 нацеливания во всем диапазоне перемещения 116 дуговой части 112 в пазу 104, как указано для этапа 204. Точка 134 нацеливания остается задана центром окружности 152, задающей дугу 106 в рукоятке, в которой дуговая часть 112 находится в зацеплении с возможностью скольжения, как указано для этапа 205. Хирург или оператор, посредством поворота, размещает острие 134 нацеливателя в точке 170 размещения по оси 142, задающей траекторию ввода, как указано для этапа 206. Шарнир 120 выполнен с возможностью крепления нацеливателя 130 под углом вращения 124 так, что угол вращения 124 является углом вокруг оси 122, заданной шарниром 120 и проходящей через точку 134 нацеливания, как указано для этапа 207. Ось 122 шарнира задана крепежным механизмом, так что обеспечена связь с возможностью вращения 124 вокруг оси 122, заданной крепежным механизмом, и угол вращения 124 может быть зафиксирован посредством крепежного механизма, как указано для этапа 208. В примере конструкции, крепежный механизм обеспечен крепежным винтом 126 и ручкой 127, хотя можно использовать и альтернативные крепежные конструкции.
Оператор или хирург располагает направитель 140 ввода так, что направитель 140 ввода имеет возможность скользить сквозь отверстие 144 в рукоятке 110. Отверстие 144 задает ось 142 ввода, проходящую в направлении центра окружности 152, заданного дугой 106, как указано для этапа 209. На этапе 210, в котором ось отверстия 144 проходит через точку 134 нацеливания, направитель 140 ввода перемещают в направлении точки 134 нацеливания. Это позволяет обозначить и зафиксировать оптимальную точку 172 ввода посредством кромки на острие 141 направителя 140 ввода. Оптимальная точка 172 ввода лежит на оси ввода там, где направитель 140 ввода пересекается с костью, а кромка острия 141 позволяет зафиксировать направитель 140 ввода напротив кости для ввода проводника 154. Таким образом, ось 122 шарнира и ось 142 ввода задают точку 170 размещения, представляющую собой оптимальную точку ввода на оси 142 ввода для хирургического проникновения, в котором точка 134 нацеливания лапки расположена в точке 172 размещения (целевом местоположении), как указано для этапа 211.
Хотя это изобретение частично проиллюстрировано и описано со ссылками на предпочтительные варианты его осуществления, специалисту понятно, что в нем возможны различные изменения как в отношении формы, так и в отношении деталей, без отхода от сущности и объема данной заявки, заданной прилагаемой формулой изобретения. Подобные вариации входят в объем данной заявки. Описание вариантов осуществления данного изобретения само по себе не имеет ограничительного характера, в то время как полный объем изобретения сообщен в прилагаемой формуле изобретения.