Направитель для создания группы портов
Группа изобретений относится к медицине. Направляющее устройство для сверления кости по первому варианту включает направитель, ориентирующий рычаг, хирургический инструмент и один или более элементов ограничения глубины. Направитель имеет первый крепежный элемент и второй крепежный элемент. Ориентирующий рычаг соединен с первым крепежным элементом направителя и имеет дистальный участок, сконфигурированный для сцепления с поверхностью кости. Дистальный участок имеет деталь наведения, сконфигурированную для контакта с поверхностью кости. Хирургический инструмент соединен со вторым крепежным элементом направителя и задает продольную ось, которая, по существу, сорадиальна с дистальным участком ориентирующего рычага, в котором участок ориентирующего рычага выходит за пределы продольной оси хирургического инструмента. Один или более элементов ограничения глубины сконфигурированы для ограничения движения дистального конца хирургического инструмента за пределы заранее заданного положения вдоль продольной оси. В процессе использования возникает зажимное усилие между дистальным участком ориентирующего рычага и дистальным концом хирургического инструмента. Направляющее устройство для сверления кости по второму варианту включает направитель, ориентирующий рычаг, хирургический инструмент и один или более элементов ограничения глубины. Направитель имеет первый крепежный элемент и второй крепежный элемент. Ориентирующий рычаг соединен с первым крепежным элементом направителя, имеет дистальный участок и содержит участок мишени, имеющий верхнюю и нижнюю поверхности, а также деталь наведения, расположенную на участке мишени и сконфигурированную для контакта с поверхностью кости, и элемент захвата изображения, соединенный с ориентирующим рычагом и имеющий направление визирования к нижней поверхности элемента мишени таким образом, чтобы поле зрения элемента захвата изображения включало участок поверхности кости и участок детали наведения. Хирургический инструмент соединен со вторым крепежным элементом направителя и сконфигурирован для сверления кости. Хирургический инструмент определяет продольную ось, которая сорадиальна с деталью наведения. Один или более элементов ограничения глубины сконфигурированы для ограничения движения дистального конца хирургического инструмента за пределы заранее заданного положения вдоль продольной оси. Способ сверления кости включает вставку ориентирующего рычага сквозь первый порт ткани, при этом ориентирующий рычаг соединен с первым крепежным элементом направителя; сцепление с поверхностью кости посредством дистального участка ориентирующего рычага таким образом, чтобы деталь наведения дистального участка была расположена вблизи поверхности кости вдоль желаемой оси сверления; вставку хирургического инструмента сквозь второй порт ткани и выравнивание хирургического инструмента вдоль желаемой оси сверления; при этом хирургический инструмент соединен со вторым крепежным элементом направителя, и определение продольной оси, которая, по существу, сорадиальна с деталью наведения дистального участка ориентирующего рычага, а участок ориентирующего рычага выходит за пределы продольной оси хирургического инструмента; а также после регулировки направителя и хирургического инструмента таким образом, чтобы совместить продольную ось с желаемой осью сверления, сверление кости хирургическим инструментом на требуемую глубину вдоль оси сверления, при этом один или более элементов ограничения глубины сконфигурированы таким образом, чтобы ограничивать движение дистального конца хирургического инструмента за предварительно заданное положение вдоль продольной оси. Изобретения обеспечивают облегчение контроля траектории инструментов, размещаемых в области сустава для формирования портов или проходов в ткани. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 12 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
Для настоящей заявки испрашивается приоритет и полное преимущество Предварительной заявки на патент США серийный №61/450666, поданной 9 марта 2011 г. под названием «Направитель для создания группы портов», Предварительной заявки на патент США серийный №61/450669, поданной 9 марта 2011 г. под названием «Направитель для создания группы портов», а также Предварительной заявки на патент США серийный №61/563833, поданной 28 ноября 2011 г. под названием «Направитель для создания группы портов», содержание которых включено в настоящий документ в полном объеме путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящий документ относится к устройству для создания портов в процессе хирургической операции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В процессе артроскопической операции доступ к участкам тела, например к участкам тазобедренного, коленного, плечевого или иного сустава, осуществляется с использованием эндоскопа. В некоторых суставах, таких как тазобедренный, контроль траектории инструментов, размещаемых в области сустава для формирования портов или проходов в ткани, может быть затруднительным.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно одному аспекту направляющее устройство содержит направитель, имеющий первый крепежный элемент и второй крепежный элемент, ориентирующий рычаг, соединенный с первым крепежным элементом направителя и имеющий дистальный участок, сконфигурированный для сцепления с поверхностью кости, хирургический инструмент, соединенный со вторым крепежным элементом направителя и определяющий продольную ось, которая, по существу, сорадиальна с дистальным участком ориентирующего рычага, а также один или более элементов ограничения глубины, сконфигурированных для ограничения движения дистального конца хирургического инструмента за пределы заданного положения вдоль продольной оси. Дистальный участок ориентирующего рычага оснащен деталью наведения, которая сконфигурирована для обеспечения контакта с поверхностью кости. Участок ориентирующего рычага выходит за пределы продольной оси хирургического инструмента. В процессе использования между дистальным участком ориентирующего рычага и дистальным концом хирургического инструмента возникает зажимное усилие.
Примеры реализации данного аспекта изобретения могут включать один или более следующих признаков. Например, деталь наведения может включать один или более элементов из следующего списка: остроконечный элемент, лазерная метка или отверстие. Один или более элементов ограничения глубины могут включать участок около детали наведения. Этот участок может быть сконфигурирован для приема дистального конца хирургического инструмента. Один или более элементов ограничения глубины могут включать рамку-ограничитель глубины, соединенную с направителем. Рамка-ограничитель глубины может быть сконфигурирована таким образом, чтобы препятствовать движению широкой части хирургического инструмента за рамку-ограничитель глубины. Хирургический инструмент может дополнительно содержать внешнюю гильзу. Внешняя гильза может быть соединена с направителем и сконфигурирована для обеспечения контакта со второй поверхностью кости. Вторая поверхность кости в целом может располагаться противоположно поверхности кости, которая посредством детали наведения контактирует с ориентирующим рычагом. Дистальный участок ориентирующего рычага может дополнительно включать удлинитель ориентирующего рычага. Удлинитель ориентирующего рычага может простираться от дистальной части ориентирующего рычага и может быть смещен от детали наведения таким образом, чтобы дистальный конец удлинителя ориентирующего рычага располагался вдоль продольной оси хирургического инструмента. Дистальный участок ориентирующего рычага может иметь контур, который, по существу, соответствует изогнутой поверхности кости.
В соответствии с другим аспектом направляющее устройство включает направитель, имеющий первый крепежный элемент и второй крепежный элемент, ориентирующий рычаг, соединенный с первым крепежным элементом направителя и имеющий дистальный участок, элемент захвата изображения, соединенный с ориентирующим рычагом и имеющий направление визирования в сторону нижней поверхности участка мишени, хирургический инструмент, соединенный со вторым крепежным элементом направителя и сконфигурированный для сверления кости, а также один или более элементов ограничения глубины, сконфигурированных для ограничения движения дистального конца хирургического инструмента относительно предварительно заданного положения вдоль продольной оси. Дистальный участок ориентирующего рычага включает участок мишени, имеющий верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, а также деталь наведения, расположенную на участке мишени и сконфигурированную для обеспечения контакта с поверхностью кости. Поле зрения элемента захвата изображения включает участок поверхности кости и участок детали наведения. Хирургический инструмент определяет продольную ось, которая, по существу, сорадиальна с деталью наведения.
Примеры реализации данного аспекта изобретения могут включать один или более следующих признаков. Например, деталь наведения может включать один или более элементов из следующего списка: указатель, лазерная метка или отверстие. Один или более элементов ограничения глубины могут включать участок около детали наведения. Этот участок может быть сконфигурирован для приема дистального конца хирургического инструмента. Один или более элементов ограничения глубины могут включать рамку-ограничитель глубины, соединенную с направителем. Рамка-ограничитель глубины может быть сконфигурирована таким образом, чтобы препятствовать движению широкой части хирургического инструмента за рамку-ограничитель глубины. Хирургический инструмент может дополнительно содержать внешнюю гильзу. Внешняя гильза может быть соединена с направителем и сконфигурирована для обеспечения контакта со второй поверхностью кости. Вторая поверхность кости в целом может располагаться противоположно поверхности кости, которая посредством детали наведения находится в контакте с ориентирующим рычагом. Участок мишени может определять смотровое окно, сквозь которое элемент захвата изображения получает вид участка поверхности кости и участка детали наведения.
В соответствии с другим аспектом способ сверления кости включает вставку ориентирующего рычага сквозь первый порт ткани, сцепление поверхности кости с дистальным участком ориентирующего рычага, вставку хирургического инструмента сквозь второй порт ткани и выравнивание хирургического инструмента вдоль желаемой оси сверления, а также, - после регулировки направителя и хирургического инструмента таким образом, чтобы продольная ось была совмещена с желаемой осью сверления, - сверление кости хирургическим инструментом для достижения желаемой глубины вдоль оси сверления. Ориентирующий рычаг соединен с первым крепежным элементом направителя. Деталь наведения дистального участка расположена вблизи поверхности кости вдоль желаемой оси сверления. Хирургический инструмент соединен со вторым крепежным элементом направителя и определяет продольную ось, которая, по существу, сорадиальна с деталью наведения дистального участка ориентирующего рычага. Участок ориентирующего рычага выходит за пределы продольной оси хирургического инструмента. Один или более элементов ограничения глубины сконфигурированы таким образом, чтобы ограничивать движение дистального конца хирургического инструмента за пределы предварительно заданного положения вдоль продольной оси.
Примеры осуществления данного аспекта могут включать один или более следующих признаков. Например, хирургический инструмент может сверлить субхондральную кость вертлужной впадины с внешней стороны сустава в направлении к области внутри сустава. Дистальный участок ориентирующего рычага может располагаться под отслоившимся хрящом. Один или более элементов ограничения глубины могут предотвращать проникновение дистального конца хирургического инструмента в отслоившийся хрящ. Позиционирование детали наведения вблизи поверхности кости может включать просмотр относительного положения детали наведения по отношению к поверхности кости через элемент захвата изображения, соединенный с ориентирующим рычагом. Поле зрения элемента захвата изображения может включать участок поверхности кости и участок детали наведения. Внешняя гильза может быть соединена с направителем и сконфигурирована для обеспечения контакта со второй поверхностью кости. Вторая поверхность кости в целом может располагаться противоположно поверхности кости, которая контактирует с деталью наведения ориентирующего рычага. Зажимное усилие может быть создано между деталью наведения и дистальным концом внешней гильзы. Дистальный участок ориентирующего рычага может контактировать с поверхностью головки бедренной кости таким образом, чтобы деталь наведения дистального участка располагалась над участком аваскулярного некроза. Один или более элементов ограничения глубины могут препятствовать проникновению дистального конца хирургического инструмента в хрящевой слой головки бедренной кости.
Детали одного или более вариантов реализации настоящего изобретения представлены в прилагаемых чертежах и нижеприведенном описании. Другие признаки, аспекты и преимущества будут очевидны из описания, чертежей и формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На ФИГ.1 представлен вид спереди направляющего устройства.
ФИГ.2А и 2В иллюстрируют позиционирование и использование направляющего устройства внутри вертлужной впадины.
На ФИГ.3А и 3В представлены частичные виды в перспективе направляющего устройства, изображенного на ФИГ.1.
ФИГ.4 иллюстрирует пример поля зрения элемента захвата изображения направляющего устройства, изображенного на ФИГ.1.
На ФИГ.5А и 5В представлены вид спереди и частичный вид спереди альтернативного варианта реализации направляющего устройства.
На ФИГ.6 представлен частичный вид спереди другого альтернативного варианта реализации направляющего устройства.
На ФИГ.7А и 7В представлены частичные виды в перспективе вариантов реализации направляющего устройства, изображенного на ФИГ.6.
На ФИГ.8А и 8В представлены вид спереди и вид сверху другого альтернативного варианта реализации направляющего устройства.
ФИГ.9 иллюстрирует позиционирование и использование направляющего устройства, изображенного на ФИГ.8А и 8В, в области головки бедренной кости.
На ФИГ.10 представлен вид спереди другого альтернативного варианта реализации направляющего устройства.
На ФИГ.11А и 11В представлены частичные виды в перспективе еще одного варианта реализации направляющего устройства.
На ФИГ.12 представлен вид спереди другого варианта реализации направляющего устройства.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В настоящем документе описаны примеры направляющего устройства, которое может использоваться в ходе артроскопической процедуры для создания портов в субхондральной кости, например, с целью стимуляции продуцирования волокнистой хрящевой ткани между вертлужной впадиной и головкой бедренной кости. В другом примере направляющее устройство может использоваться для лечения асептического некроза головки бедренной кости.
На ФИГ.1 направляющее устройство 10 включает направитель 12, ориентирующий рычаг 14 и хирургический инструмент 16. Направляющее устройство 10 обеспечивает контроль траектории порта, созданного хирургическим инструментом 16, посредством соответствующего размещения ориентирующего рычага 14 около операционного поля, как правило, области сустава, такого как тазобедренный сустав. Направитель 12, более подробное описание которого приведено в заявке на патент США серийный №12/032168, поданной 15 февраля 2008 г., которая включена в настоящее описание посредством ссылки во всей полноте, включает корпус 18, имеющий первый крепежный элемент 20 и второй крепежный элемент 22. Первый и второй крепежные элементы 20, 22 могут включать один или более сквозных отверстий для соединения одного или более различных хирургических устройств, таких как эндоскоп, канюля, сверло и т.п. Корпус 18 направителя 12 может дополнительно включать соединение 24, которое скользит вдоль корпуса 18 для изменения расстояния между первым и вторым крепежными элементами 20, 22. Соединение 24 может быть задействовано и удерживаться в позиции вдоль корпуса 18 с помощью, например, механизма блокировки 26.
Ориентирующий рычаг 14 может соединяться с первым крепежным элементом 20 направляющего устройства 10 и имеет дистальный участок 30, который сконфигурирован или адаптирован для контакта с участком поверхности кости, как описано ниже. Ориентирующий рычаг 14 в целом представляет собой цилиндрическую структуру, имеющую цельную конструкцию, и может изготавливаться из любого биосовместимого материала, включая полимеры, пластмассы, металлы, керамику или их сочетания, и может быть дополнительно канюлирован таким образом, чтобы другие хирургические устройства, такие как элемент захвата изображения 32 эндоскопа 55, были расположены в осевом направлении вдоль его длины.
Хирургический инструмент 16 может соединяться со вторым крепежным элементом 22 направляющего устройства 10 и определяет продольную ось 34. Хирургический инструмент 16 расположен относительно ориентирующего рычага 14 таким образом, чтобы продольная ось 34 хирургического инструмента 16 пересекала участок дистального участка 30 ориентирующего рычага 14. Другими словами, продольная ось 34, определяемая хирургическим инструментом 16, сорадиальна с участком дистального участка 30 ориентирующего рычага 14. Сорадиальная взаимосвязь между участком дистального участка 30 и хирургическим инструментом 16 сохраняется на протяжении всего диапазона движения соединения 24 вдоль корпуса 18 направителя 12. Хирургический инструмент 16 может включать любое устройство, сконфигурированное или адаптированное для удаления ткани или кости, например одно или оба из сверла 36 и канюлированного патрона или внешней гильзы 38. В примере, приведенном на ФИГ.1, патрон 38 подвижно крепится ко второму крепежному элементу 22, а сверло 36 может скользить внутри патрона 38. В процессе использования, а также в соответствии с нижеприведенным описанием пользователь может использовать сверло 36 для сверления кости вдоль продольной оси 34, и дистальное движение сверла 36 ограничено пределами дистального участка 30 ориентирующего рычага 14.
В одном варианте реализации настоящего изобретения направляющее устройство 10 может использоваться для сверления субхондральной кости в ходе процедуры сверления вертлужной впадины. Как видно на ФИГ.2А и 2В, хрящ 40 между вертлужной впадиной 42 и головкой бедренной кости 44 может отслаиваться от вертлужной впадины 42. Сверление субхондральной костной ткани, расположенной под расслоившимся участком 46 хряща 40, может создавать несколько отверстий в кости для поступления крови и других факторов роста к поверхности вертлужной впадины 42. Указанный способ сверления может способствовать, например, росту волокнистой хрящевой ткани на поверхности сустава. Альтернативно или дополнительно сверление также может содействовать повторной адгезии отслоившегося хряща 46 к субхондральной кости вертлужной впадины 42.
На ФИГ.2А и 2В пользователь, например хирург, может в процессе использования позиционировать направляющее устройство 10 относительно операционного поля 45 в ходе процедуры сверления вертлужной впадины таким образом, чтобы дистальный участок 30 ориентирующего рычага 14 скользил между участком отслоившегося хряща 46 и поверхностью вертлужной впадины 42. Хирургический инструмент 16, такой как сверло 36 и подвижный патрон 38, могут затем использоваться для сверления субхондральной кости вертлужной впадины 42 с наружной стороны сустава к точке внутри сустава. В некоторых случаях хирургический инструмент 16 может сверлить другие ткани, такие как капсула тазобедренного сустава 48, перед прохождением сквозь вертлужную впадину 42. С другой стороны, в ходе процедуры восстановления типичных микротрещин проходы в кости инициируются снизу поверхности субхондральной костной ткани внутри сустава. Кроме того, процедуры восстановления микротрещин обычно проводят с использованием невращающихся шил или остроконечных элементов.
Чтобы помочь хирургу контролировать размещение сверла 36 внутри вертлужной впадины 42 относительно операционного поля 45, дистальный участок 30 ориентирующего рычага 14 включает мишень 50. Мишень 50 представляет собой в целом плоскую, лопаткоподобную структуру с нижней поверхностью 51а, верхней поверхностью 51b и деталью наведения 52. Продольная ось 34, по существу, сорадиальна с деталью наведения 52, которая может представлять собой конусообразную структуру, имеющую остроконечный элемент, сконфигурированный таким образом, чтобы контактировать и в целом сцепляться с поверхностью кости. Альтернативно деталь наведения 52 может представлять собой лазерную метку или, как описано ниже, отверстие. Дополнительно элемент захвата изображения 32, который может представлять собой, например, объектив или камеру эндоскопа 55, соединен с ориентирующим рычагом 14 и расположен и направлен таким образом, чтобы направление визирования элемента захвата изображения 32 указывало на нижнюю поверхность 51а мишени 50. Как указано ниже, получаемое в результате поле зрения элемента захвата изображения 32 включает поверхность кости операционного поля 45 и деталь наведения 52. Поскольку продольная ось 34 сверла 36, по существу, сорадиальна с деталью наведения 52, сверло 36 будет создавать проход в кости и выходить на поверхности кости в точке, в которой деталь наведения 52 контактирует с поверхностью кости.
Если также обратиться к ФИГ.3А и 3В, а также в соответствии с вышеприведенным описанием, продольная ось 34 сверла 36, по существу, сорадиальна с деталью наведения 52. Таким образом, хирург может регулировать траекторию или ось сверления и, следовательно, точку выхода сверла 36 и получаемый в результате сверления проход в кости благодаря просмотру изображения операционного поля 45, полученного элементом захвата изображения 32 и соответственно, надлежащее позиционирование детали наведения 52 относительно желаемого операционного поля 45. Для обеспечения того, что поле зрения элемента захвата изображения 32 включает беспрепятственный вид и операционного поля 45 и детали наведения 52, мишень 50 имеет такую форму, которая позволяет не блокировать линию визирования от элемента захвата изображения 32 к детали наведения 52. Например, мишень 50 может включать смотровое окно 54, которое может представлять собой отверстие или оптически прозрачную область в мишени 50. Дополнительно расстояние между нижней поверхностью 51а и верхней поверхностью 51b мишени 50 (ФИГ.2В) можно варьировать для обеспечения того, что отслоившийся участок хряща 46 достаточно отклонен от поля зрения элемента захвата изображения 32 и, таким образом, не заслоняет вид операционного поля 45 и деталь наведения 52. Дополнительно или альтернативно мишень 50 может быть произведена из оптически прозрачного материала.
Мишень 50 имеет угловое смещение и образует угол θ относительно оси ориентирующего рычага 14. Угол θ в целом может находиться в пределах от примерно 0 до 45 градусов и может быть выбран таким образом, чтобы поле зрения элемента захвата изображения 32 включало в себя операционное поле 45 и деталь наведения 52. В некоторых случаях угол θ можно изменять до хирургической операции или в ходе ее проведения, что позволяет хирургу определять оптимальный угол обзора операционного поля 45.
На ФИГ.4 показан пример изображения, полученного элементом захвата изображения 32 во время позиционирования мишени 50 и детали наведения 52 в операционном поле 45. Видимые части образца изображения демонстрируют поле зрения элемента захвата изображения 32. Через смотровое окно 54 мишени 50 можно увидеть деталь наведения 52 и поверхность кости операционного поля 45. Таким образом, перед установкой хирургического инструмента 16 хирург может расположить деталь наведения 52 на поверхности кости с целью определения траектории прохода в кости, который будет создан хирургическим инструментом 16.
Во время сверления вертлужной области, например вертлужной впадины 42, хирургу необходимо избежать прокола или повреждения хряща 40. Для ограничения вероятности повреждения хряща 40 сверлом 36 направляющее устройство 10 включает один или более элементов ограничения глубины или ограничители глубины сверления. Например, мишень 50 включает область ограничения глубины сверления 56, которая окружает деталь наведения 52 (ФИГ.3А). В процессе использования пользователь проходит субхондральную кость сверлом 36 и сверло 36 контактирует с мишенью 50 после выхода через поверхность кости. В этой точке предотвращается или ограничивается дальнейшее дистальное движение сверла 36 за мишенью 50, когда область ограничения глубины сверления 56 вступает в контакт с кончиком сверла 36. Альтернативно или дополнительно другой элемент ограничения глубины может быть соединен с направителем 12, как представлено ниже.
На ФИГ.5А и 5В в альтернативном варианте реализации настоящего изобретения направляющее устройство 58 включает в себя ориентирующий рычаг 60, который соединен с первым крепежным элементом 20. Ориентирующий рычаг 60 включает изогнутый дистальный участок 62 с деталью наведения 64, которая сконфигурирована или адаптирована для обеспечения контакта с поверхностью кости вертлужной впадины 42. Деталью наведения 64 может быть остроконечный элемент, который может контактировать с поверхностью кости для обеспечения дополнительной устойчивости в ходе процедуры сверления вертлужной области, как описано ниже. Подвижный патрон 66 соединен со вторым крепежным элементом 22, а сверло 68 расположено с возможностью перемещения внутри канюли патрона 66. Направитель 12 обеспечивает, по существу, сорадиальное расположение продольной оси 34, которая определяется патроном 66 и сверлом 68, относительно детали наведения 64. Направляющее устройство 58, имеющее ориентирующий рычаг 60 и сверло 68, может использоваться так, как описано выше в отношении направляющего устройства 10, для сверления субхондральной кости вертлужной впадины 42 с наружной стороны сустава к области внутри сустава в ходе процедуры сверления вертлужной области.
В процессе использования хирург вводит ориентирующий рычаг 60 в зону сустава между вертлужной впадиной 42 и головкой бедренной кости 44. Обычные методы, например метод рентгеноскопии или прямой артроскопической визуализации, могут использоваться с целью облегчения позиционирования детали наведения 64 ориентирующего рычага 60 в желаемом операционном поле 45. В некоторых случаях деталь наведения 64 располагается на поверхности кости вертлужной впадины 42, где отсутствует или хирургически удален участок хряща 40. После определения операционного поля 45, в котором планируется произвести сверление прохода в кости, хирург может ввести в контакт операционное поле 45 с деталью наведения 64 таким образом, чтобы минимизировать нежелательное движение ориентирующего рычага 60 относительно поверхности кости вертлужной впадины 42.
После размещения детали наведения 64 в желаемом операционном поле 45 сверло 68 можно использовать для сверления субхондральной кости вертлужной впадины 42 с наружной стороны сустава к области внутри сустава (ФИГ.5В). В процессе сверления патрон 66 может обеспечивать повышенную стабильность за счет минимизации движения направляющего устройства 58 относительно операционного поля 45. Например, как показано стрелкой А на ФИГ. 5В, подвижный патрон 66 может быть выдвинут дистально таким образом, чтобы дистальный конец 70 патрона 66 контактировал с верхней поверхностью кости вертлужной впадины 42. Вместе с деталью наведения 64, которая контактирует в нижней поверхности вертлужной впадины 42, патрон 66 и ориентирующий рычаг 60 могут создавать зажимное усилие, направленное на операционное поле 45. В свою очередь, это зажимное усилие может содействовать дальнейшей стабилизации направляющего устройства 58 в процессе сверления вертлужной области путем минимизации нежелательного движения. Дополнительно патрон 66 может быть сконфигурирован с блокирующим или храповым механизмом таким образом, чтобы патрон 66 мог двигаться только дистально с целью обеспечения вышеуказанного зажимного усилия. Альтернативно или дополнительно зажимное усилие может возникать между концом сверла 68 и деталью наведения 64, поскольку в процессе сверления сверло 68 перемещается в направлении к детали наведения 64.
Если опять обратиться к ФИГ. 3А и 3В, зажимное усилие может возникать между патроном 38 и мишенью 50, как описано выше в отношении направляющего устройства 58. Дополнительно или альтернативно патрон 38 может иметь острый наконечник 72, который может врезаться в верхнюю поверхность вертлужной впадины 42 для обеспечения повышенной стабильности в процессе сверления.
На ФИГ. 6 и 7 в альтернативном варианте реализации настоящего изобретения направляющее устройство 80 включает ориентирующий рычаг 82, имеющий дистальный участок 84, форма которого окружает отслоившийся участок хряща 46 во время хирургического сверления вертлужной впадины 42. Дистальный участок 84 включает деталь наведения 86, 90 и удлинитель ориентирующего рычага 88. Удлинитель ориентирующего рычага 88 простирается от дистального участка 84 и смещен от детали наведения 86, 90 в дистальном направлении вдоль продольной оси 34.
В процессе использования хирург вводит ориентирующий рычаг 82 в область сустава между вертлужной впадиной 42 и головкой бедренной кости 44 и позиционирует дистальный участок 84 таким образом, чтобы деталь наведения 86 контактировала с поверхностью кости вертлужной впадины 42 на операционном поле 45. Отслоившийся участок хряща 46 расположен между деталью наведения 86 и удлинителем ориентирующего рычага 88 для обеспечения защиты отслоившегося участка хряща 46 в процессе последующего сверления вертлужной впадины 42. Как описано выше со ссылкой на направляющие устройства 10 и 58, патрон 66 и деталь наведения 86 могут создавать зажимное усилие между собой для дальнейшей стабилизации направляющего устройства 80 относительно вертлужной впадины 42. В этом варианте реализации настоящего изобретения деталь наведения 86 может также служить в качестве ограничителя глубины сверла 68, поскольку деталь наведения 86 блокирует сверло 68 от дистального перемещения за деталь наведения 86, где сверло 68, возможно, могло бы повредить отслоившийся участок хряща 46. Деталь наведения 86 может дополнительно включать различные метки наведения, такие как лазерная метка или остроконечный элемент. Альтернативно или дополнительно деталь наведения 86 может включать отверстие 94 (ФИГ. 7В).
В дополнение к обеспечению, например, опорной поверхности для отслоившегося участка хряща 46 в ходе процедуры сверления вертлужной впадины удлинитель устройства ориентации 88 может обеспечивать хирурга дополнительными средствами точного размещения траектории работы сверла 68 в операционном поле 45. Как показано на ФИГ. 7А и 7В, удлинитель устройства ориентации 88 представляет собой тонкую стержнеобразную структуру, имеющую наконечник 92, который заканчивается в точке пересечения с продольной осью 34, определяемой сверлом 68. Поскольку деталь наведения 86 направлена на узкую область между вертлужной впадиной 42 и отслоившимся участком хряща 46, хирург в ходе операции может испытывать трудности с визуализацией положения детали наведения 86 относительно желаемого операционного поля 45, например с помощью рентгеноскопии или прямой артроскопической визуализации. Таким образом, удлинитель ориентирующего рычага 88, который расположен ниже хряща 40, служит дополнительным индикатором, который хирург может использовать для визуализации траектории прохода сверла 68 в кости. Хотя наконечник 92 удлинителя ориентирующего рычага 88 пересекает продольную ось 34, наконечник 92 не будет контактировать со сверлом 68, поскольку перемещение сверла 68 за деталь наведения 86 блокировано.
На ФИГ. 8А и 8В в альтернативном варианте реализации настоящего изобретения направляющее устройство 100 может использоваться для лечения аваскулярного некроза (АВН) головки бедренной кости путем, например, сверления шейки бедра 110 к головке бедренной кости 44 и удаления омертвевшей костной ткани под суставным хрящом. Направляющее устройство 100 включает ориентирующий рычаг 102 с дистальным участком 104, при этом дистальный участок 104 имеет контурный участок мишени 106. Контурный участок мишени 106 включает деталь наведения 112 (ФИГ. 9), например лазерную метку, остроконечный элемент или отверстие, и имеет форму, которая в основном соответствует контуру головки бедренной кости 44. Продольная ось 34, по существу, сорадиальна с деталью наведения 112, как описано ниже.
На ФИГ. 9 также продемонстрировано, что в процессе использования ориентирующий рычаг 102 помещается в область сустава между вертлужной впадиной 42 и головкой бедренной кости 44 таким образом, чтобы контурный участок мишени 106 контактировал с поверхностью головки бедренной кости 44 рядом с участком АВН. Хирург позиционирует участок мишени 106 над участком АВН, вставляя ориентирующий рычаг 102, и ощупывает смягчение субхондральной кости головки бедренной кости 44, что указывает на отклонение хряща, покрывающего участок АВН. Альтернативно или дополнительно рентгеноскопия, прямая артроскопическая визуализация или подобные способы могут использоваться для позиционирования участка мишени 106 над участком АВН. При использовании таких способов визуализации деталь наведения 112 может быть точно расположена по отношению к участку АВН в плоскости визуализации. Позиционирование в плоскости визуализации и из таковой может быть достигнуто путем размещения участка мишени 106 на головке бедренной кости 44, как описано выше.
Контурная форма участка мишени 106 ориентирующего рычага 102 помогает минимизировать нежелательное латеральное движение элемента мишени 106 относительно головки бедренной кости 44 и до и в процессе сверления, описанного ниже. Для дальнейшей стабилизации направляющего устройства 100 по отношению к головке бедренной кости 44, а также в соответствии с вышеприведенным описанием направляющих устройств 10, 58 и 80 между элементом мишени 106 и патроном 108 может возникать зажимное усилие. Во избежание соскальзывания устройства наведения 102 с головки бедренной кости 44 при увеличении зажимного усилия между участком мишени 106 и патроном 108 дистальная область участка мишени 106 выходит за пределы продольной оси 34, продолжая при этом соответствовать поверхности головки бедренной кости 44. В результате этого образуется зажимное усилие между участком мишени 106 и патроном 108, по существу, между точкой С на дистальном кончике патрона 108 и точкой В на участке мишени 106 дистально от детали наведения 112, с которой продольная ось 34 сорадиальна. Таким образом, увеличение зажимного усилия между точками В и С не приводит к боковым усилиям, которые могут привести к соскальзыванию ориентирующего рычага 102 с головки бедренной кости 44.
После позиционирования участка мишени 106 и стабилизации направляющего устройства 100, как описано выше, хирург может удалить омертвевшую костную ткань с участка АВН путем сверления отверстия в кости 114 сквозь шейку бедренной кости 110 и участок головки бедренной кости 44. Отверстие в кости 114 определяет ось сверления 116, которая коллинеарна (параллельна) продольной оси 34 и может включать участок АВН 118 большего диаметра на своем дистальном участке. Для создания отверстия в кости 114 и участке АВН 118 могут использоваться один или более типов сверл различного диаметра, включая желудевидное сверло. После удаления омертвевшей костной ткани жизнеспособная костная ткань или костный трансплантат-заменитель могут быть установлены на участке АВН 118 и/или отверстии в кости 114.
Для описанного выше варианта реализации настоящего изобретения при АВН элемент ограничения глубины, который расположен на ориентирующем рычаге 102, аналогично области ограничения глубины сверления 56 (ФИГ. 3А), может оказаться нежелательным, поскольку предпочтительно, чтобы отверстие в кости 114 не проходило полностью через поверхность головки бедренной кости 44. Таким образом, альтернативно или в дополнение к элементам ограничения глубины, расположенным на ориентирующем рычаге, элемент ограничения глубины, такой как рамка-ограничитель глубины 120 (ФИГ. 10), может быть соединена с направителем 12.
На ФИГ. 10 рамка-ограничитель глубины 120 соединена со вторым крепежным элементом 22 на проксимальной стороне направителя 12. Вместе с ориентирующим рычагом 102 и направителем 12 рамка-ограничитель глубины 120 задает фиксированную длину L между дистальным участком рамки-ограничителя глубины 120 и элементом мишени 106 (ФИГ. 9) ориентирующего рычага 102. Рамка-ограничитель глубины 120 может представлять собой любой структурный элемент, который позволяет патрону 108 или подобному элементу свободно перемещаться при ограничении дистального движения, например сверла 122, расположенного внутри патрона 108. Например, рамка-ограничитель глубины 120 может включать трубчатую структуру, которая окружает элемент рукоятки 109 патрона 108. Участок уменьшенного диаметра 121 на дистальном участке рамки-ограничителя глубины 120 может иметь такой размер, который позволяет проходить тонкому участку 124 сверла 122, блокируя при этом проход толстого участка 126 сверла 122. Таким образом, если общая длина тонкого участка 124 сверла 122 меньше, чем фиксированная длина L, которая определяется ограничителем глубины 120, сверло 122 не может достичь участка мишени 106 (ФИГ.9) и не сможет пройти сквозь поверхность головки бедренной кости 44.
На ФИГ.11А и 11В в альтернативном варианте реализации настоящего изобретения ориентирующий рычаг 130 включает в себя деталь наведения 132 на его дистальном конце. Деталь наведения 132 дополнительно включает отверстие наведения 134, которое может представлять собой отверстие или оптически прозрачную область в детали наведения 132. Ориентирующий рычаг 130 может использоваться в процессе, например, хирургического сверления вертлужной впадины 42, как описано выше, и может соединяться с первым крепежным элементом 20 направителя 12 (ФИГ.1) так, чтобы продольная ось 34 хирургического инструмента 16 (ФИГ.1) была, по существу, сорадиальна (находилась на одной линии) с отверстием наведения 134. В процессе использования ориентирующий рычаг 130 сконфигурирован для его размещения на головке бедренной кости лицевой стороной к поверхности отслоившегося участка хряща 46 без размещения другой структуры между отслоившимся участком хряща 46 и поверхностью вертлужной впадины 42. Для предотвращения повреждения участка хряща 40 хирург в ходе операции может артроскопически просматривать и контролировать поверхность участка хряща 40 через отверстие наведения 134 по мере сверления прохода в кости. Движение поверхности хряща указывает хирургу на то, что сверло приближается к моменту прохода через хрящ 40. Остановка процесса сверления сразу после обнаружения движения на поверхности хряща, таким образом, позволит избежать полного прокола сверлом хряща 40.
На ФИГ.12 направляющее устройство 140 включает направитель 12, электробритву 144, прикрепленную ко второму крепежному элементу 20, и эндоскоп 148, прикрепленный к первому крепежному элементу 22. Электробритва 144 включает наконечник лезвия бритвы 146, который может использоваться, например, для очистки бурсы в большем вертлужном пространстве. Поскольку бурса, как правило, заполнена воспаленной тканью, артроскопическая визуализация даже на небольшом расстоянии может быть затруднительной для хирурга. За счет жесткого присоединения электробритвы 144 к эндоскопу 148 с помощью направителя 12 таким образом, чтобы наконечник бритвы 146 находился прямо перед объективом 149 эндоскопа 148, хирург может артроскопически визуализировать непосредственную область перед объективом 149, где удаление ткани производится с помощью наконечника бритвы 146. В некоторых случаях продольная ось 34, определяемая бритвой 144, сорадиальна с объективом 149. Хотя в некоторых областях хирургического применения может быть желательно позиционировать объектив 149 со смещением, например, на 1 см, относительно продольной оси 34 для улучшения фокусировки, такое смещение может использоваться или может не использоваться для удаления бурсы с помощью направляющего устройства 140. В некоторых случаях, например, когда наконечник бритвы 146 представляет собой лезвие с боковым резцом в отличие от концевого резца, наконечник бритвы 146 может контактировать с объективом 149 эндоскопа 148. Дополнительно электробритва 144 может быть расположена с возможностью движения и блокировки в отверстии (не показано), которое примыкает ко второму крепежному элементу 20. Например, хирург может сначала создать смотровое пространство вокруг объектива 149, оперируя направляющим устройством 140, при этом наконечник бритвы 146 заблокирован в области, находящейся непосредственно перед объективом 149. Как только хирург лучше увидел операционное поле вблизи объектива 149, он может разблокировать электробритву 144 таким образом, чтобы движением поршня направлять ее вперед и назад и вращать вокруг продольной оси 34 для быстрого удаления большего объема тканевых материалов.
Хотя настоящий документ содержит множество конкретных деталей реализации настоящего изобретения, их следует толковать не как ограничение объема любых вариантов реализации настоящего изобретения или возможной формулы изобретения, а как описание функций, специфичных для конкретных вариантов реализации настоящего изобретения. Например, в то время как часть ориентирующего рычага описана как элемент, выходящий за пределы продольной оси хирургического инструмента, в других вариантах реализации настоящего изобретения участок ориентирующего рычага может простираться к точке, которая не достигает продольной оси, приближается к продольной оси или к точке, которая, по существу, находится на одном уровне с продольной осью. Некоторые особенности, описанные в настоящем документе в контексте отдельных вариантов реализации настоящего изобретения, также могут быть реализованы в сочетании в рамках одного варианта реализации изобретения. И наоборот, различные признаки, которые описаны в контексте одного варианта реализации изобретения, также могут быть реализованы в различных вариантах реализации изобретения отдельно или в любой подходящей подкомбинации. Кроме того, хотя признаки могут быть описаны выше в контексте определенных сочетаний и даже могут первоначально заявляться как таковые, один или более признаков заявленной комбинации могут в некоторых случаях изыматься из указанной комбинации, и заявленная комбинация может предполагать наличие подкомбинации или изменение подкомбинации. Таким образом, несмотря на описание конкретных вариантов реализации настоящего изобретения, другие варианты его реализации находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.
1. Направляющее устройство для сверления кости, включающее:
направитель, имеющий первый крепежный элемент и второй крепежный элемент;
ориентирующий рычаг, соединенный с первым крепежным элементом направителя и имеющий дистальный участок, сконфигурированный для сцепления с поверхностью кости; при этом дистальный участок имеет деталь наведения, сконфигурированную для контакта с поверхностью кости;
хирургический инструмент, соединенный со вторым крепежным элементом направителя и задающий продольную ось, которая, по существу, сорадиальна с дистальным участком ориентирующего рычага, в котором участок ориентирующего рычага выходит за пределы продольной оси хирургического инструмента; а также
один или более элементов ограничения глубины, которые сконфигурированы для ограничения движения дистального конца хирургического инструмента за пределы заранее заданного положения вдоль продольной оси,
при этом в процессе использования возникает зажимное усилие между дистальным участком ориентирующего рычага и дистальным концом хирургического инструмента.
2. Направляющее устройство по п. 1, отличающееся тем, что деталь наведения содержит один или более элементов из следующего списка: остроконечный элемент, лазерная метка или отверстие.
3. Направляющее устройство по п. 1, отличающееся тем, что один или более элементов ограничения глубины содержат участок около детали наведения, который сконфигурирован для приема дистального конца хирургического инструмента.
4. Направляющее устройство по п. 1, отличающееся тем, что один или более элементов ограничения глубины содержат рамку-ограничитель глубины, соединенную с направителем, при этом рамка-ограничитель глубины сконфигурирована для предотвращения движения широкой части хирургического инструмента за рамку-ограничитель глубины.
5. Направляющее устройство по п. 1, отличающееся тем, что хирургический инструмент дополнительно содержит внешнюю гильзу, соединенную с направителем и сконфигурированную для обеспечения контакта со второй поверхностью кости, которая в целом противоположна поверхности кости, которая контактирует с деталью наведения ориентирующего рычага.
6. Направляющее устройство по п. 1, отличающееся тем, что дистальный участок ориентирующего рычага дополнительно содержит удлинитель ориентирующего рычага, который простирается от дистального участка ориентирующего рычага и смещен от детали наведения таким образом, что дистальный конец удлинителя ориентирующего рычага расположен вдоль продольной оси хирургического инструмента.
7. Направляющее устройство по п. 1, отличающееся тем, что дистальный участок ориентирующего рычага имеет контур, который, по существу, соответствует изогнутой поверхности кости.
8. Направляющее устройство для сверления кости, включающее:
направитель, имеющий первый крепежный элемент и второй крепежный элемент;
ориентирующий рычаг, соединенный с первым крепежным элементом направителя и имеющий дистальный участок, содержащий:
участок мишени, имеющий верхнюю и нижнюю поверхности, а также
деталь наведения, расположенную на участке мишени и сконфигурированную для контакта с поверхностью кости;
элемент захвата изображения, соединенный с ориентирующим рычагом и имеющий направление визирования к нижней поверхности элемента мишени таким образом, чтобы поле зрения элемента захвата изображения включало участок поверхности кости и участок детали наведения;
хирургический инструмент, соединенный со вторым крепежным элементом направителя и сконфигурированный для сверления кости, при этом хирургический инструмент определяет продольную ось, которая, по существу, сорадиальна с деталью наведения, а также
один или более элементов ограничения глубины, которые сконфигурированы для ограничения движения дистального конца хирургического инструмента за пределы заранее заданного положения вдоль продольной оси.
9. Направляющее устройство по п. 8, отличающееся тем, что деталь наведения содержит один или более элементов из следующего списка: остроконечный элемент, лазерная метка или отверстие.
10. Направляющее устройство по п. 8, отличающееся тем, что один или более элементов ограничения глубины содержат участок около детали наведения, который сконфигурирован для приема дистального конца хирургического инструмента.
11. Направляющее устройство по п. 8, отличающееся тем, что один или более элементов ограничения глубины содержат рамку-ограничитель глубины, соединенную с направителем, при этом рамка-ограничитель глубины сконфигурирована для предотвращения движения широкой части хирургического инструмента за рамку-ограничитель глубины.
12. Направляющее устройство по п. 8, отличающееся тем, что хирургический инструмент дополнительно содержит внешнюю гильзу, соединенную с направителем и сконфигурированную для обеспечения контакта со второй поверхностью кости, которая в целом противоположна поверхности кости, которая контактирует с деталью наведения ориентирующего рычага.
13. Направляющее устройство по п. 8, отличающееся тем, что участок мишени определяет смотровое окно, через которое элемент захвата изображения получает вид участка поверхности кости и участка детали наведения.
14. Способ сверления кости, включающий:
вставку ориентирующего рычага сквозь первый порт ткани, при этом ориентирующий рычаг соединен с первым крепежным элементом направителя;
сцепление с поверхностью кости посредством дистального участка ориентирующего рычага таким образом, чтобы деталь наведения дистального участка была расположена вблизи поверхности кости вдоль желаемой оси сверления;
вставку хирургического инструмента сквозь второй порт ткани и выравнивание хирургического инструмента вдоль желаемой оси сверления; при этом хирургический инструмент соединен со вторым крепежным элементом направителя, и определение продольной оси, которая, по существу, сорадиальна с деталью наведения дистального участка ориентирующего рычага, а участок ориентирующего рычага выходит за пределы продольной оси хирургического инструмента; а также
после регулировки направителя и хирургического инструмента таким образом, чтобы совместить продольную ось с желаемой осью сверления, сверление кости хирургическим инструментом на требуемую глубину вдоль оси сверления, при этом один или более элементов ограничения глубины сконфигурированы таким образом, чтобы ограничивать движение дистального конца хирургического инструмента за предварительно заданное положение вдоль продольной оси.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что хирургический инструмент сверлит субхондральную кость вертлужной впадины с внешней стороны сустава к области внутри сустава.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дистальный участок ориентирующего рычага расположен под отслоившимся хрящом, при этом один или более элементов ограничения глубины предотвращают проникновение дистального конца хирургического инструмента в отслоившийся хрящ.
17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что позиционирование детали наведения вблизи поверхности кости включает просмотр относительной позиции детали наведения по отношению к поверхности кости через элемент захвата изображения, соединенный с ориентирующим рычагом, в котором поле зрения элемента захвата изображения включает в себя участок поверхности кости и участок детали наведения.
18. Способ по п. 14, отличающийся тем, что внешняя гильза соединена с направителем и сконфигурирована для обеспечения контакта со второй поверхностью кости, при этом вторая поверхность кости в целом противоположна поверхности кости, которая контактирует с деталью наведения ориентирующего рычага, при этом между ориентирующим рычагом и дистальным концом внешней гильзы возникает зажимное усилие.
19. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дистальный участок ориентирующего рычага зацепляет поверхность головки бедренной кости таким образом, что деталь наведения дистального участка расположена над участком аваскулярного некроза, при этом один или более элементов ограничения глубины препятствуют проникновению дистального конца хирургического инструмента в хрящевой слой головки бедренной кости.
