[發(fā)明專利]椎體成形術(shù)體表定位導(dǎo)航儀

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710237143.8
• 申請(qǐng)日: 2017-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN107088092A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國奇;嚴(yán)偉琪;齊義營;雷鐘;狄拓宇;張宇翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B34/20
• 分類號(hào): A61B34/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 劉靜,邱啟旺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療領(lǐng)域，涉及椎體骨折椎體成形術(shù)、X線導(dǎo)航、機(jī)械導(dǎo)航等技術(shù)，尤其涉及一種椎體成形術(shù)體表定位導(dǎo)航儀。

背景技術(shù)

1.椎體成形術(shù)背景

椎體骨折是臨床上高發(fā)的一類骨科疾病。包括外傷性椎體骨折、骨質(zhì)疏松性骨折、骨病、骨腫瘤與骨轉(zhuǎn)移癌所致椎體骨折。椎體骨折通常采用保守治療與手術(shù)治療方式，輕微無移位骨折可臥床休息保守治療，而更多的是有移位或壓縮的骨折，需手術(shù)治療。

本病老年人高發(fā)，特別是骨質(zhì)疏松性椎體骨折與骨轉(zhuǎn)移癌所致椎體骨折。患者常無法耐受大型手術(shù)內(nèi)固定所帶來的麻醉與手術(shù)打擊，因此一種微創(chuàng)治療手段應(yīng)運(yùn)而生，即椎體成形術(shù)與椎體后突成形術(shù)。通過椎體椎弓根部位，自體外向椎體穿刺打入骨水泥材料，協(xié)助骨折端固定，手術(shù)創(chuàng)傷小，時(shí)間短，且可術(shù)后24小時(shí)即下床活動(dòng)。

2.現(xiàn)有常規(guī)治療技術(shù)

目前三乙/二甲醫(yī)院多采用C型臂X射線機(jī)或DSA機(jī)，結(jié)合個(gè)人手術(shù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行椎體穿刺。而椎體附近解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)驗(yàn)性穿刺常合并穿破椎弓根、破入硬脊膜、骨水泥向脊髓與神經(jīng)根滲漏等一系列問題。因椎體附近解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括脊髓神經(jīng)、椎弓根神經(jīng)、小動(dòng)靜脈等。而椎體前方存在人體中軸重要的大血管上下腔靜脈與主動(dòng)脈及其分支。經(jīng)驗(yàn)性穿刺結(jié)合術(shù)中透視的治療手段，因過度依賴醫(yī)師的自我判斷與經(jīng)驗(yàn)性“手感”，因此穿刺點(diǎn)、穿刺方向、穿刺深度有較大的變異度。存在較多穿刺失敗后再次穿刺。且因無機(jī)械導(dǎo)航與固定手段，其穿刺并發(fā)癥較多。

3.現(xiàn)有定位與導(dǎo)航技術(shù)

其一，與本設(shè)計(jì)最為接近的，是一款包含底座、連桿、定位臂、導(dǎo)管的設(shè)備，如圖1所示。該設(shè)備的主桿可沿底座滑動(dòng)與擺動(dòng)并可進(jìn)行伸縮。定位臂可相對(duì)于連桿滑動(dòng)并旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)管可相對(duì)于定位臂旋轉(zhuǎn)。術(shù)中將該設(shè)備置于手術(shù)床上，即可輔助椎體定位。

其二，是兩款置于體表的椎弓根定位儀，該設(shè)備由主尺與導(dǎo)向板等結(jié)構(gòu)組成。手術(shù)中將該設(shè)備置于體表，根據(jù)穿刺情況進(jìn)行調(diào)節(jié)與固定。

其三，除機(jī)械導(dǎo)航外，目前存在電子導(dǎo)航技術(shù)。如CT術(shù)中導(dǎo)航，通過CT機(jī)術(shù)中掃描，生成患者術(shù)中的椎體三維圖像，根據(jù)所生成的圖像，通過軟件設(shè)置椎弓根進(jìn)針點(diǎn)與進(jìn)針角度，穿刺設(shè)備中亦包含電子元件，結(jié)合術(shù)中掃描，若穿刺角度偏離預(yù)定路線，則反饋聲音提示。除此之外，北京積水潭醫(yī)院設(shè)計(jì)了全自動(dòng)手術(shù)機(jī)器人，并已進(jìn)行臨床應(yīng)用，尚未用于椎體成形術(shù)的治療。

其四，進(jìn)行專利檢索，發(fā)現(xiàn)諸多以“椎體導(dǎo)航”冠名的發(fā)明專利，其本質(zhì)大多為體表顯影金屬尺(便于分辨脊髓節(jié)段)、圓柱體無定位定角效果的穿刺套筒、電磁裝置等。與本發(fā)明無明顯技術(shù)沖突與設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)。

現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)：

其一，置于手術(shù)床的帶底座的定位儀：該設(shè)計(jì)存在的問題之一是設(shè)備三維空間參考系未與X線透視設(shè)備、患者統(tǒng)一。即患者掃描數(shù)據(jù)與術(shù)中X線透視設(shè)備的數(shù)據(jù)無法用來設(shè)置定位儀及指導(dǎo)手術(shù)，因?yàn)樵撛O(shè)備置于手術(shù)床上，無法固定于手術(shù)床，因此無法與患者、X射線機(jī)協(xié)同共享數(shù)據(jù)；且其底座無法精確固定及確保定位臂相對(duì)于人體的位置與角度；底座與連桿為滑動(dòng)與擺動(dòng)設(shè)計(jì)，因此無法精確確定頂部高度，即定位臂的精確高度，以上原因?qū)е露ㄎ槐叟c導(dǎo)管無法確保準(zhǔn)確的空間位置。雖仍可指導(dǎo)手術(shù)進(jìn)行，但增加了設(shè)備學(xué)習(xí)時(shí)程，延長了手術(shù)學(xué)習(xí)曲線與手術(shù)難度。并且，該設(shè)備無法用于指導(dǎo)低年資醫(yī)師學(xué)習(xí)手術(shù)，因設(shè)備無法精確定位椎弓根，實(shí)際手術(shù)仍依賴臨床經(jīng)驗(yàn)與手感。

其二，置于體表的椎弓根定位儀：該設(shè)計(jì)存在重要問題，即該設(shè)備的三維空間參考系，與X射線機(jī)、患者的三維參考系完全不一致且無法匹配。如：測(cè)量椎弓根仰角為15°，該設(shè)備調(diào)節(jié)至15°后放置于患者體表，因體表并非純平平面，且無法確保該設(shè)備與人體縱軸垂直等，雖然有導(dǎo)航機(jī)制，但其穿刺點(diǎn)無法確定。

其三：術(shù)中CT導(dǎo)航技術(shù)與手術(shù)機(jī)器人：此兩種設(shè)計(jì)手術(shù)所需儀器設(shè)備復(fù)雜，設(shè)備購置與維護(hù)費(fèi)用較高，人員培訓(xùn)耗資較高，技術(shù)學(xué)習(xí)曲線長，CT與術(shù)中全程透視為患者及手術(shù)醫(yī)生帶來高強(qiáng)度的射線損傷，不易在下級(jí)醫(yī)院普及等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種椎體成形術(shù)體表定位導(dǎo)航儀，主要針對(duì)在C型臂X射線機(jī)或DSA機(jī)下，經(jīng)驗(yàn)性椎體穿刺帶來的椎弓根、神經(jīng)根、脊髓與硬脊膜損傷等問題；根據(jù)臨床椎體成型手術(shù)經(jīng)驗(yàn)，向機(jī)械轉(zhuǎn)化；設(shè)計(jì)廉價(jià)、可消毒、可術(shù)中應(yīng)用的體外機(jī)械型導(dǎo)航儀，進(jìn)行椎弓根穿刺的精確定位；以減少手術(shù)并發(fā)癥，降低手術(shù)難度，并減小手術(shù)學(xué)習(xí)曲線，提高治療效率。