CN107645937B

CN107645937B - 克氏针适配器组件

Info

Publication number: CN107645937B
Application number: CN201680021318.5A
Authority: CN
Inventors: 奥费尔·维金斯基; 罗恩·扎赫尔
Original assignee: Premia Spine Ltd
Current assignee: Premia Spine Ltd
Priority date: 2015-04-12
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2036-04-12
Also published as: ES2809500T3; EP3282987A1; US20180132920A1; EP3282987B1; US10828079B2; WO2016166662A1; CN107645937A

Abstract

手术工具适配器包括远端接口构件和把手。远端接口构件包括用于连接至手术工具的连接元件。克氏针连接器被布置在中心通道中，用以接收穿过其中的克氏针。克氏针连接器包括用于将所述克氏针锁定的锁定元件。离合器机构被可操作地连接到远端接口构件和克氏针连接器，其中，在离合器机构的第一定向中，远端接口构件和克氏针连接器一起移动，并且在离合器机构的第二定向中，远端接口构件与克氏针连接器脱开，使得在第一定向中，把手的运动使远端接口构件和克氏针连接器一起移动，并且在第二定向中，远端接口构件和克氏针连接器彼此独立地移动。

Description

克氏针适配器组件

技术领域

本发明总体上涉及用于在克斯纳针(Kirschner wire)(克氏针)上的手术装置(诸如但不限于螺丝刀、丝锥、钻子、锥子、探针、贾姆什迪针(jamshidi needle)等)的受控放置的方法和装置。

背景技术

由于避免神经损伤和对主要血管的损伤两者所需要的精确性和准确性，涉及椎骨的医疗程序通常是复杂的。例如，一些医疗程序需要将某种锚固件(例如，螺钉)放置到椎骨中的特定位置中。螺钉的未对准或其它不正确放置能够导致伤害或者骨骼和硬件之间的连接失效。这些手术有时需要穿透椎骨的硬皮质骨以及贯穿位于其下的较软松质骨。通常需要外科医生用大的力来穿透皮质骨。一旦皮质骨被穿透，则必须特别注意避免快速穿透所有的松质骨。还存在快速穿过松质骨且然后穿过椎骨的另一侧上的皮质骨的危险。这能够导致对脊髓和/或位于脊柱附近的其它器官或血管的损伤或伤害。

例如，在特定的外科手术中，克氏针或类似的导丝(贯穿本文，所述术语都可互换使用)与插管式手术工具(仅举几例，诸如螺丝刀、丝锥、钻子、锥子、探针或贾姆什迪针)结合使用。克氏针被定位成穿过椎弓根并进入到椎体中，以指示或确定后续螺钉放置的位置。一旦通过X射线确定克氏针的正确定位，连接到螺丝刀的螺钉就在克氏针上引导穿过手术工具的管腔(套管)，并穿透到骨骼中，如果这没有正确地完成，则可能伤害患者，特别是如果克氏针碰到特定敏感组织。这些程序通常需要用力，力能够导致以其它方式正确定位的克氏针向前移动到手术部位中，如果力过大，则克氏针能够移动到接触应避免接触的位置。

因而，控制克氏针锋利尖端的位置对于患者的安全是至关重要的。在克氏针上的正常螺丝放置时，将克氏针放置到期望深度，然后使螺丝在克氏针上前移。外科医生必须确保克氏针的尖端不被朝向椎体的前皮层进一步向远侧推进。如果克氏针尖端刺穿椎骨，则其能够损伤主要血管并引起大出血。

发明内容

本发明设法提供一种用于手术装置在克氏针上的受控放置的改进装置，如下文更详细地描述。

贯穿本说明书和权利要求书的术语“克氏针”涵盖带有用于进入骨骼的尖端的任何纤细、细长件，诸如克氏针或施氏针。

简而言之，该装置使得能够穿过插管式手术工具的管腔插入克氏针。在螺丝刀的情形中，例如，克氏针还穿过螺钉的管腔。易于使用该装置来定位克氏针，使其稍微(例如，几毫米)突出超过螺钉或手术工具的远端。然后，该装置用于关于螺钉或工具锁定克氏针。该装置是可调节的，使得其近端能够与克氏针的近端齐平，从而外科医生能够锤击或以其它方式在装置的近端上施加力，以便使克氏针和螺钉或工具一起前移。克氏针破坏皮质骨(或者是外科医生希望破坏的其它脊柱结构)，并且使空心螺钉或工具的尖端到达骨骼表面。从骨骼表面，外科医生能够将椎弓根螺钉拧入或者使工具前移，而不担心滑动。如果没有这种装置，螺钉或者工具可能在进入点处滑动。克氏针的尖端还确保在螺钉成角期间不错过进入点，并且促进寻找或改变进入点。本发明节省了插入螺钉或其它手术工具的时间和精力。

因而，根据本发明的实施例提供了一种组件，该组件包括：手术工具适配器，手术工具适配器包括远端接口构件和把手，远端接口构件包括用于连接至手术工具的连接元件，穿过远端接口构件和把手形成中心通道；克氏针连接器，所述克氏针连接器被设置在所述中心通道中，用于接收穿过所述克氏针连接器的克氏针，所述克氏针连接器包括用于将所述克氏针锁定的锁定元件；以及离合器机构，离合器机构被可操作地连接到远端接口构件和克氏针连接器，其中，在离合器机构的第一定向中，远端接口构件和克氏针连接器一起移动，并且在离合器机构的第二定向中，远端接口构件与克氏针连接器脱开，使得在第一定向中，把手的运动使远端接口构件和克氏针连接器一起移动，并且在第二定向中，远端接口构件和克氏针连接器彼此独立地移动。

根据本发明的实施例，在第二定向中，把手的第一运动使克氏针连接器移动，同时远端接口构件保持静止。

根据本发明的实施例，在第二定向中，把手的第二运动使远端接口构件移动，同时克氏针连接器保持静止。

根据本发明的实施例，在第二定向中，把手的第三运动使远端接口构件在一个方向上移动，并且使克氏针连接器在不同的方向上移动。

根据本发明的实施例，离合器机构被可移动地连接至把手。

根据本发明的实施例(图1A、1B和2)，离合器机构包括第一棘轮机构，第一棘轮机构被可操作地连接在远端接口构件和把手之间，第一棘轮机构在第一方向上使远端接口构件和把手一起移动，并且在第二方向上使远端接口构件与克氏针连接器脱开，使得在第一方向上，把手的运动使远端接口构件和克氏针连接器一起移动，并且在第二方向上，把手的运动使远端接口构件移动，而不移动克氏针连接器。该组件还可包括调节旋钮，该调节旋钮可操作以独立于第一棘轮机构使克氏针连接器移动。

该组件还可包括第二棘轮机构，所述第二棘轮机构被可操作地连接在所述调节旋钮和所述把手之间，所述第二棘轮机构在所述第一方向上使所述克氏针连接器相对于所述调节旋钮脱开，并且在所述第二方向上使所述调节旋钮和所述克氏针连接器一起移动，使得在所述第二方向上，所述把手的运动使所述调节旋钮和所述克氏针连接器一起移动。

根据本发明的另一实施例(图3A-3G)，离合器机构包括棘轮组件，棘轮组件包括模式转换元件和棘轮构件，棘轮构件形成有棘轮齿，棘轮齿被布置成接合形成在远端接口元件上的齿，并且其中，把手接合模式转换元件，使得转动所述把手导致所述模式转换元件的轴向运动。

根据本发明的实施例(图4A-4D)，所述把手是第一把手，并且所述离合器机构包括被连接至所述远端接口构件的第二辅助把手，并且其中，所述第一把手被连接至所述克氏针连接器，并且所述第一把手和所述第二辅助把手同轴。

根据本发明的实施例，所述组件还包括克氏针，所述克氏针被布置成穿过所述中心通道并且被锁定至所述克氏针连接器。

根据本发明的实施例，所述组件还包括被连接至所述连接元件的手术工具。手术工具可包括螺钉、螺丝刀、丝锥、钻子、锥子、探针或贾姆什迪针。

附图说明

结合附图，将从以下详细描述更充分地领悟和理解本发明，其中：

图1A和图1B是根据本发明的实施例构造和操作的手术工具适配器的简化透视图；

图2是手术工具适配器的简化剖视图解；

图3A是根据本发明的另一非限制性实施例构造和操作的手术工具适配器的简化透视图；

图3B是图3A的手术工具适配器的简化图示图解；

图3C是手术工具适配器的简化图示图解，其中一些部件被分离以便示出穿过克氏针适配器螺钉的克氏针；

图3D和图3E分别是安装到远端接口构件和与远端接口构件拆离的图3A的手术工具适配器的把手的简化图示图解；

图3F是远端接口构件的简化图示图解；

图3G是图3A的手术工具适配器的把手和棘轮组件的简化分解图解；

图4A和图4B是根据本发明的另一非限制性实施例构造和操作的手术工具适配器的简化图示图解，该手术工具适配器具有关于彼此处于不同旋转定向的两个把手；并且

图4C和图4D分别是带有安装在适配器中的另外的刻度嵌件的图4A的手术工具适配器的简化图示图解和剖视图解。

具体实施方式

现在参考示出根据本发明的非限制性实施例构造和操作的手术工具适配器10的图1A、图1B和图2。

手术工具适配器10包括远端接口构件12和把手14。远端接口构件12包括用于连接至手术工具18的连接元件16(图2)。(例如，远端接口构件12可以是用于连接至螺丝刀的螺丝刀连接器)。连接元件16可包括但不限于用于与手术工具18连接的带有内螺纹孔的锁定旋钮或者公或母连接器。手术工具适配器10形成有中心通道或管腔20，中心通道或管腔20被形成为穿过远端接口构件12和把手14。

手术工具18可包括但不限于螺钉、螺丝刀、丝锥、钻子、锥子、探针或贾姆什迪针等。手术工具18形成有管腔22。两个或更多手术工具可彼此连接，诸如螺丝刀连接至椎弓根螺钉。

克氏针24(图2)穿过手术工具适配器10的中心通道20，向远端穿过远端接口构件12进入到手术工具18的管腔22中，并且向远端穿出手术工具18的远端尖端(在图2中可见克氏针24的远端)。入口孔23(图1A)形成在把手14的顶部处，用于将克氏针24引入到把手14中。克氏针连接器26被设置在把手14中。克氏针24穿过克氏针连接器26并且被锁定元件28(诸如，但不限于定位螺钉)锁定在位。

作为对这一点的总结，通过利用连接元件16将远端接口构件12锁定到手术工具18上，能够将手术工具适配器10固定在手术工具18上。克氏针24穿过手术工具适配器10和手术工具18的管腔。利用锁定元件28将克氏针24锁定在位。

本发明提供一种用于控制克氏针24的尖锐尖端从手术工具18的远端突出的量的克氏针适配器控制系统，如现在解释的。

克氏针适配器控制系统分别包括第一棘轮机构30和第二棘轮机构32(图2)。术语“棘轮(ratchet)”不仅涵盖带有爪和齿的机构，而且还涵盖仅允许在一个方向上(例如，仅顺时针或仅逆时针)的运动(旋转运动或直线运动，或者这些运动的组合)的任何类型的机构。因此，本文使用的术语棘轮不仅涵盖棘轮，而且还涵盖例如单向轴承。克氏针适配器控制系统是一种离合器机构。

第一棘轮机构30和第二棘轮机构32将手术工具18的使用分为两个不同且独立控制的动作。把手14在第一方向上(例如，顺时针)的旋转使手术工具18在第一方向上转动(例如，以便转动螺丝刀，从而使螺钉以拧入的方式前移到骨骼中)。把手14在与第一方向相反的第二方向上(例如，逆时针)的旋转使克氏针24的尖端向近端(向后)移动，而手术工具18被保持静止在位。

第一棘轮机构30被可操作地连接在远端接口构件12和把手14之间。第二棘轮机构32被可操作地连接在克氏针调节旋钮34和把手14之间。第一棘轮机构30和第二棘轮机构32在相反方向上工作：当第一棘轮机构30允许旋转时，第二棘轮机构32阻止旋转，反之亦然。克氏针调节旋钮34和把手14可带相同的螺纹，或者可替代地，可带不同方向的螺纹(一个为右手螺纹，另一个为左手螺纹)。

当在第一方向上(例如，顺时针，例如以便使螺钉前移)旋转把手14时，第一棘轮机构30并不自由地移动，而是传递来自把手14的力矩，由此使手术工具18在第一方向上转动(例如，以便转动螺丝刀，从而使螺钉以拧入的方式前移到骨骼中)。第一棘轮机构30将远端接口构件12和把手14锁定在一起，这意味着克氏针与手术工具18一起前移。克氏针的顶部的突出保持恒定。第二棘轮机构32在第一方向上自由地转动，这意味着克氏针连接器26关于调节旋钮34脱开。

可选地，可设置第三棘轮(未示出)，该第三棘轮在转动克氏针调节旋钮34时允许在克氏针连接器26和克氏针连接器12之间的轴向移动，并且当在第二方向上旋转把手14时解锁，以便允许克氏针连接器26在把手14与旋钮34一起旋转时保持静止。

当在第二方向上(例如，逆时针)旋转把手14时，第一棘轮机构30使远端接口构件12与克氏针连接器26脱开，这意味着克氏针现在关于手术工具18自由地移动，因此允许调节克氏针尖端突出。

在第二方向上，第二棘轮机构32使把手14相对于调节旋钮34固定。当在第二方向上旋转把手14时，调节旋钮34与把手14一起旋转，并且这导致克氏针连接器26关于远端接口构件12向近端移动，因此使克氏针向近端(向后)移动。

第二棘轮机构32允许相对于把手14单独地旋转调节旋钮34，用于相对于工具18的远端尖端初步调节克氏针的长度。旋钮34仅允许向前(向远端)调节。如上所述，通过在第二方向上(例如，逆时针)旋转把手14来执行克氏针尖端相对于工具尖端的后退。

手术工具适配器10能够调节，以使得其近端(参见图1A中的入口孔23)能够与克氏针的近端齐平，从而外科医生能够锤击或者以其它方式在手术工具适配器10的近端上施加力，以便使克氏针和螺钉或者工具一起前移。

在本发明的另一实施例中，力传感器35，诸如但不限于负荷传感器、应变计或阻抗式传感器，被安装在克氏针24上(图2)。力传感器35能够感测施加在克氏针24的尖端上的负荷的变化并发出警报。例如，当克氏针24触碰皮质骨时，轴向力的弯曲被力传感器35感测到，力传感器35将信号发送至处理器(未示出)，处理器向外科医生发出螺钉将要破坏椎弓根或椎骨体的警报。可替代地，系统能够检测并且在负荷降低时警告，例如如果尖端已经穿过椎弓根进入到松质骨中。

现在参考示意根据本发明的非限制性实施例构造和操作的手术工具适配器40的图3A-图3G。

手术工具适配器40包括把手42，如图3G中所示，所述把手42可包括：翼状突出体42A，用于便于转动；毂状体42B，毂状体42B穿过固附至筒体42D的衬套42C配合。把手42可旋转地安装在远端接口构件44上，与上述实施例类似，所述远端接口构件44包括连接元件46，用于连接至手术工具18，诸如但不限于螺丝刀，所述螺丝刀能够穿过塔架48，以旋拧椎弓根螺钉50(图3A-3C)。可替代地，如上所述，手术工具18可包括但不限于螺钉、丝锥、钻子、锥子、探针或贾姆什迪针等。

克氏针24(图3A-3C)穿过手术工具适配器40的中心通道，向远端穿过远端接口构件44和连接元件46，并且向远端穿出手术工具18的远端尖端。克氏针24穿过克氏针调节螺钉52，并且可被锁定元件54(诸如但是不限于图3A和3C中的定位螺钉)锁定在位。克氏针调节螺钉52用作克氏针连接器。

如图3E中所示，远端接口构件44可形成有环形凹槽54，该环形凹槽54设有球状体56。可通过强制把手经过凹槽54以使得球状体56配合到把手42内侧的环形凹槽(未示出)内而将把手42连接至远端接口构件44。以这种方式，被把手42限制为绕远端接口构件44旋转(由于球状体56而平稳旋转)，并且不能将把手42从远端接口构件44轴向地拉出。

如图3A中所示，克氏针调节螺钉52穿过把手42中的管腔58插入，直到其与形成在把手42中的内螺纹60螺纹啮合。如图3E中所示，克氏针调节螺钉52具有抗转动结构62，诸如形成在螺钉52的顶部上的平台。这些平台坐落在把手42中的对应的方形孔(未示出)中，使得螺钉52仅能够与把手42一起转动，并且不能独立于把手42转动。

克氏针调节螺钉52优选地具有与椎弓根螺钉50相同的螺距，以确保与螺钉50的同步运动。

如图3G中所示，把手42被连接至棘轮组件64(一种离合器机构)，该棘轮组件64可包括套管构件66，套管构件66形成有止动件68和引导凹槽70。棘轮组件64还包括模式转换元件72和棘轮构件74，棘轮构件74在其底表面上形成有棘轮齿76，棘轮齿76能够接合形成在远端接口构件44的面向上的表面上的齿78(图3F)。模式转换元件72可被偏压装置80(诸如卷簧)抵着套管构件66并且抵着棘轮构件74偏压。把手42可具有内部销(未示出)，内部销接合形成在模式转换元件72上的螺旋凹槽82，使得转动把手42导致模式转换元件72轴向移动。模式转换元件72和棘轮构件74被配合在凹槽70中的销对于相对于套管构件66的旋转锁定。这种连接允许轴向移动并且防止旋转。

在操作中，通过使把手42相对于远端接口构件44旋转来实现对克氏针24的调节。

手术工具适配器40具有三种工作模式：

1.调节克氏针从螺钉50(或者连接至转接器40的任何工具或者物件)的远端尖端的突出

2.使螺钉50和克氏针24作为一个单元一起前移或缩回

3.在缩回克氏针24的同时使螺钉50前移，以使得能够在固定尖锐的克氏针尖端的位置的同时插入螺钉50

操作模式的选择取决于模式转换元件72的位置，模式转换元件72能够通过把手42移动至三个不同的操作位置。在第一位置中，模式转换元件72与远端接口元件44完全脱离(即，齿76和78不啮合)。在第一位置中，克氏针24关于螺钉50自由地移动(操作模式一，用于调节克氏针从螺钉50的远端尖端突出的量)。

在第二位置中，转动把手42(例如，顺时针)使把手42抵靠止动件68并且将克氏针24锁定，从而与螺钉50一起移动(操作模式二)。

第三位置处于第一和第二位置之间。在第三位置中，克氏针24能够通过齿74和76的棘齿接合而在与螺钉50一起顺时针旋转时前移；然而，逆时针旋转导致克氏针24自由地并且独立于螺钉50移动(使得克氏针24能够向近端反向移动，而不影响螺钉50的位置—操作模式三)。

现在参考示意根据本发明的非限制性实施例构造和操作的手术工具适配器90的图4A-图4D。

手术工具适配器90可与手术工具适配器40类似地构造，除了手术工具适配器90不具有棘轮组件，而是，手术工具适配器90包括第一和第二把手91和92。第一把手90被布置成使克氏针调节螺钉旋转，而第二把手92被布置成使椎弓根螺钉旋转。因而，在第二把手92保持静止的同时，第一把手91的旋转使克氏针而非螺钉移动(操作模式一，用于调节克氏针从螺钉50的远端尖端突出的量)。第一把手91与第二把手91一起旋转使克氏针与螺钉一起移动(操作模式二)。因此，当外科医生握住两个把手时，他/她使螺钉随着克氏针一起前移到椎弓根中或者从其中缩回。当外科医生仅旋转第二把手92时，他/她在克氏针上插入螺钉。第一把手91可以被用来验证克氏针未被螺钉进一步推动到椎骨体中。克氏针的尖端被锚固在骨骼中，所以当在克氏针上被引导时，螺钉的旋转不施加使第一把手91旋转的力矩。该两个把手形成一种离合器机构。

能够在适配器90中安装另外的刻度嵌件93，以提供相对移动的指示。

在另一选项中，手术工具适配器90具有在把手91和92之间形成棘轮连接的棘轮组件。在该选项中，在第一旋转方向上(例如，顺时针)，把手91和92一起旋转，而在第二旋转方向上(例如，逆时针)，仅第一把手91(克氏针把手)能够旋转(例如，用以将克氏针缩回至其原始位置)，而第二把手92不旋转。棘轮的分辨率例如可以是半圈。

Claims

1.一种组件，包括：

手术工具适配器，所述手术工具适配器包括远端接口构件和把手，所述远端接口构件包括用于连接至手术工具的连接元件，穿过所述远端接口构件和所述把手形成中心通道；

克氏针连接器，所述克氏针连接器被设置在所述中心通道中，用于接收穿过所述克氏针连接器的克氏针，所述克氏针连接器包括用于将所述克氏针锁定的锁定元件；以及

离合器机构，所述离合器机构被可操作地连接到所述远端接口构件和所述克氏针连接器，其中，在所述离合器机构的第一定向中，所述远端接口构件和所述克氏针连接器一起移动，并且在所述离合器机构的第二定向中，所述远端接口构件与所述克氏针连接器脱开，使得在所述第一定向中，所述把手的运动使所述远端接口构件和所述克氏针连接器一起移动，并且在所述第二定向中，所述远端接口构件和所述克氏针连接器彼此独立地移动。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，在所述第二定向中，所述把手的第一运动使所述克氏针连接器移动，同时所述远端接口构件保持静止。

3.根据权利要求1所述的组件，其中，在所述第二定向中，所述把手的第二运动使所述远端接口构件移动，同时所述克氏针连接器保持静止。

4.根据权利要求1所述的组件，其中，在所述第二定向中，所述把手的第三运动使所述远端接口构件在一个方向上移动，并且使所述克氏针连接器在不同的方向上移动。

5.根据权利要求1所述的组件，其中，所述离合器机构被可移动地连接至所述把手。

6.根据权利要求1所述的组件，其中，所述离合器机构包括第一棘轮机构，所述第一棘轮机构可操作地连接在所述远端接口构件和所述把手之间，所述第一棘轮机构在第一方向上使所述远端接口构件和所述把手一起移动，并且在第二方向上使所述远端接口构件与所述克氏针连接器脱开，使得在所述第一方向上，所述把手的运动使所述远端接口构件和所述克氏针连接器一起移动，并且在所述第二方向上，所述把手的运动使所述远端接口构件移动，而不移动所述克氏针连接器。

7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述组件还包括调节旋钮，所述调节旋钮可操作以独立于所述第一棘轮机构使所述克氏针连接器移动。

8.根据权利要求7所述的组件，其中，所述组件还包括第二棘轮机构，所述第二棘轮机构被可操作地连接在所述调节旋钮和所述把手之间，所述第二棘轮机构在所述第一方向上使所述克氏针连接器相对于所述调节旋钮脱开，并且在所述第二方向上使所述调节旋钮和所述克氏针连接器一起移动，使得在所述第二方向上，所述把手的运动使所述调节旋钮和所述克氏针连接器一起移动。

9.根据权利要求1所述的组件，其中，所述离合器机构包括棘轮组件，所述棘轮组件包括模式转换元件和棘轮构件，所述棘轮构件形成有棘轮齿，所述棘轮齿被布置成接合形成在所述远端接口元件上的齿，并且其中，所述把手接合所述模式转换元件，使得转动所述把手导致所述模式转换元件的轴向运动。

10.根据权利要求1所述的组件，其中，所述把手是第一把手，并且所述离合器机构包括被连接至所述远端接口构件的第二辅助把手，并且其中，所述第一把手被连接至所述克氏针连接器，并且所述第一把手和所述第二辅助把手同轴。

11.根据权利要求1所述的组件，其中，所述组件还包括克氏针，所述克氏针被布置成穿过所述中心通道并且被锁定至所述克氏针连接器。

12.根据权利要求1所述的组件，其中，所述组件还包括被连接至所述连接元件的手术工具。