HK1248998B - 骶髂关节融合系统和方法 - Google Patents

Description

骶髂关节融合系统和方法

相关申请的交叉引用

本专利申请/专利要求同时待审的2004年12月22日提交的标题为“骶髂关节融合系统和方法”的美国临时专利申请No.62/095,120和2015年2月20日提交的标题为“骶髂关节融合系统和方法”的美国临时专利申请No.61/118,759的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

发明领域

本发明一般地涉及骶髂以及其他关节融合系统和方法。更具体地，本发明涉及入口管、钻引导管、钻引导件、植入物引导管、植入物以及相关仪器，用于通过微创或开放式外科手术来融合或以其他方式固定骶髂或其他关节。

背景技术

骶髂关节是骨盆的骶骨与髂骨之间的关节。骶骨和髂骨由韧带连接。骶骨支撑脊柱，并且每个侧面依次由髂骨支撑。骶髂关节是滑膜关节，其具有关节软骨和不规则的凸起和凹陷，所述不规则的凸起和凹陷产生骶骨和髂骨的互锁。

与骶髂关节相关的疼痛可以由创伤性骨折、骨盆脱位、退行性关节炎、骶髂关节炎、骶髂关节的退行性病症或炎症、致密性髂骨炎等所引起。骶髂关节融合通常表示为用于这些病症的手术治疗。骶髂关节融合可以通过前路手术、后路手术或外侧入路手术进行，并且通常涉及固定组件、植入物和/或一个或多个螺钉的放置。存在重大问题，特别是例如通过开放式外科手术进行骶髂关节融合时。

开放式外科手术需要全身麻醉，并且由于显着的软组织损伤，可涉及相当长的手术时间、恢复时间、住院和疼痛。对血管和神经的损伤也是可能的。具体来说，固定组件、植入物和/或一个或多个螺钉的放置可引起腰骶神经血管元件的损伤和/或骶髂关节的延迟愈合。在最坏的情况下，这可能需要修复或移除手术。

微创外科手术在技术上比较困难，并且例如需要骶髂关节的关节表面的多平面透视/射线照相。再者，固定组件、植入物和/或一个或多个螺钉的放置可引起腰骶神经血管元件的损伤和/或骶髂关节的延迟愈合。此外，骶骨异常可导致植入物的错位，导致对周围结构的损伤。

在开放式和微创外科手术中，可移除骶髂关节的关节表面和/或皮质表面的量不足，以减轻骶髂关节的疼痛。类似地，骶髂关节的关节表面和/或皮质表面的量不足可由固定组件、植入物和/或一个或多个螺钉接合，以确保充分的稳定和/或融合。不能充分稳定和/或融合骶髂关节，可导致无法缓解正在治疗的病症。骶髂关节的排列不齐是一个类似的问题，并可导致增加的疼痛。

因此，本领域仍然需要改进的骶髂关节融合系统和方法，所述系统和方法为骶髂关节提供了足够的可视化和通道，容易且有效地提供了非常可预测的和一致的结果，提供了骶髂关节的足够的稳定和/或融合，以及可选择的牵引和/或平移，如果需要，以及最小化手术时间，从而消除上述问题。

发明内容

在各种示例性实施例中，本发明提供了具有直接和/或间接(即荧光透视/射线照相)可视化的入口管、钻引导管、钻引导件和植入物引导管、植入物以及相关仪器，用于通过微创或开放式外科手术融合或以其他方式固定骶髂或其他关节。这些骶髂关节融合系统和方法为骶髂关节提供了优越的可视化和通道，容易且有效地提供了非常可预测的和一致的结果，提供了骶髂关节的优越的稳定和/或融合，以及可选择的牵引和/或平移，如果需要，以及最小化手术时间，从而消除上述问题。

在一个示例性实施例中，本发明提供了一种关节固定系统，其包括：邻近关节设置的入口管(并且任选地部分地进入关节)，从而为关节提供了通路和稳定；钻引导管，所述钻引导管选择性地同心地设置在入口管内，通过钻引导管：在关节中钻一个或多个主孔；并且在关节中钻一个或多个小孔，其中所述一个或多个小孔设置在主孔的周边并且部分地与主孔重叠；以及植入物引导管，所述植入物引导管选择性地同心地设置在入口管内，通过植入物引导管，植入物选择性地设置在主孔和一个或多个小孔中，其中植入物的横截面形状基本上符合主孔和一个或多个小孔的总体横截面形状。使用引导销将入口管固定至构成关节的骨结构之一。该系统还包括钻引导件，所述钻引导件选择性地同心地设置在钻引导管内。植入物引导管限定一内部通道，所述内部通道具有基本上符合植入物的横截面形状的横截面形状，其中植入物通过植入物引导管的内部通道设置在主孔和一个或多个小孔中。植入物通过植入物引导管使用细长的嵌塞工具设置在主孔中和一个或多个小孔中，所述细长的嵌塞工具具有基本上符合植入物引导管的内部通道的横截面形状的横截面形状。任选地，植入物包括一个或多个构造成以保持骨移植材料的凹口。任选地，关节是骶髂关节。应当注意的是，尽管通常首先钻主孔，但是主孔和小孔可以具有相同的相对尺寸，或者可以是不同的尺寸。主孔和小孔还可以重叠，或者它们可以简单地彼此邻近钻出，只要它们在预定的区域中移除大量的骨质材料，所述预定区域是大致对应于植入物的形状并最终通过压配插入植入物的区域。

在另一个示例性实施例中，本发明提供了一种关节固定方法，其包括：在关节中钻一个或多个主孔；在关节中钻一个或多个小孔，其中所述一个或多个小孔设置在主孔的周边并且部分地与主孔重叠；以及将植入物设置在主孔和一个或多个小孔中，其中所述植入物的横截面形状基本上符合主孔和一个或多个小孔的总体横截面形状孔。该方法还包括，在钻主孔或一个或多个小孔之前，将入口管设置为邻近关节处(并且任选地部分地进入关节)，从而为关节提供通路并稳定关节。该方法还包括，使用引导销将入口管固定至形成关节的骨结构之一。该方法还包括，在钻孔主孔或一个或多个小孔之前，将钻孔引导管同心地设置在入口管内。该方法还包括，通过钻引导管钻主孔，并通过钻引导管钻一个或多个小孔。该方法还包括，在钻一个或多个小孔之前，将钻引导件同心地设置在钻引导管内。该方法还包括，在钻主孔和一个或多个小孔之后，将植入物引导管同心地设置在入口管内。植入物引导管限定一内部通道，所述内部通道具有基本上符合植入物的横截面形状的横截面形状，其中植入物通过植入物引导管的内部通道设置在主孔和一个或多个小孔中。植入物通过植入物引导管使用细长的嵌塞工具设置在主孔和一个或多个小孔中，所述细长的嵌塞工具具有基本上符合植入物引导管的内部通道的横截面形状的横截面形状。任选地，植入物包括一个或多个构造成以保持骨移植材料的凹口。任选地，关节是骶髂关节。再者，应该注意的是，尽管通常首先钻主孔，但是主孔和小孔可以具有相同的相对尺寸，或者可以是不同的尺寸。主孔和小孔还可以重叠，或者它们可以简单地彼此邻近钻出，只要它们在预定的区域中移除大量的骨质材料，所述预定区域是大致对应于植入物的形状并最终通过压配插入植入物的区域。

在另一示例性实施例中，本发明提供了一种关节固定方法，其包括：在关节中钻多个孔，其中所述多个孔共同接近预定的横截面形状；以及将具有预定的横截面形状的植入物压配至在关节中钻的多个孔中。该方法还包括，在钻多个孔之前，将入口管设置为邻近关节处，从而为关节提供通路并稳定关节。该方法还包括，使用引导销将入口管固定至关节。该方法还包括，在钻多个孔之前，将钻引导管同心地设置在入口管内并且通过钻引导管钻多个孔。任选地，该方法还包括，在钻至少一些的多个孔之前，将钻孔引导件同心地设置在钻引导管内。任选地，该方法还包括，在钻多个孔之后，将植入物引导管同心地设置在入口管内。植入物引导管限定一内部通道，所述内部通道具有基本上符合植入物的预定横截面形状的横截面形状，其中植入物通过植入物引导管的内部通道设置在多个孔中。任选地，植入物通过植入物引导管使用细长的嵌塞工具设置在多个孔中，所述细长的嵌塞工具具有基本上符合植入物引导管的内部通道的横截面形状的横截面形状。任选地，植入物包括一个或多个构造成以保持骨移植材料的凹口。任选地，关节是骶髂关节。

附图说明

本发明在此参考各种附图进行了说明和描述，其中使用相同的附图标记以适当地表示相同的系统组件/方法步骤，其中：

图1是本发明的入口管的一个示例性实施例的一系列透视图；

图2是本发明的钻引导管的一个示例性实施例的一系列透视图；

图3是本发明组装构造的入口管和钻引导管的一个示例性实施例的透视图；

图4是本发明的钻引导件的一个示例性实施例的一系列透视图；

图5是本发明组装构造的入口管、钻引导管和钻引导件的一个示例性实施例的透视图和顶部平面图；

图6是可以结合本发明使用/由本发明提供的示例性钻孔模式的一系列示意图；

图7是可以结合本发明使用/由本发明提供的另一个示例性钻孔模式的一系列示意图；

图8是可以结合本发明使用/由本发明提供的另一示例性钻孔模式的示意图；

图9是本发明的植入物引导管的一个示例性实施例的一系列透视图；

图10是本发明组装构造中的入口管和植入物引导管的一个示例性实施例的透视图；

图11是本发明的植入物的一个示例性实施例的平面图；以及

图12是本发明的植入物插入工具的一个示例性实施例的一系列透视图。

具体实施方式

再者，在各种示例性实施例中，本发明提供了入口管、钻引导管、钻引导件和植入物引导管、植入物以及相关仪器，用于通过微创或开放式外科手术来融合或以其他方式固定骶髂或其他关节。这些骶髂关节融合系统和方法为骶髂关节提供了优越的可视化和通道，容易且有效地提供了非常可预测的和一致的结果，提供了骶髂关节的优越的稳定和/或融合，以及可选择的牵引和/或平移，如果需要，以及最小化手术时间，从而消除上述问题。

具体参见如图1所示，在一个示例性实施例中，入口管10包括筒状的进入管12和耦合至进入管12的近端的手柄14。手柄14用于操纵进入管12以及固定在进入管12内的其他组件。所有的组件可以相应地键接。进入管12的远端包括成角度的端部16，任选地包括切口(cut away)18，确定切口18的构造和形状，以接合骶髂关节或另一关节，使得进入管12保持正确对准，而不穿透太深。优选地，进入管12由外科手术相容的金属或塑料制成，并且具有约120至约150mm的长度、约20至约25mm的外径以及约15至约20mm的内径。手柄14是通常为桨形的组件，并且可以包括凹口20、手指轮廓等。手柄14包括第一端口22，引导销24通过所述第一端口22插入。进入管12包括对应的筒状的通道26，引导销24通过所述筒状的通道26穿过。优选地，引导销24包括在其近端处的肩部止动件(未示出)，使得引导销24穿过通道26的穿透受到限制，并且引导销24沿着通道26的远端伸出预定的距离。引导销24的突出部分包括钻头，其(引导销24)或是螺纹状的，使得其可以在关节的一侧上穿透至骨结构中，从而以正确对准的方式将进入管12固定至关节。手柄14还包括第二端口28，其被构造以接收与固定在进入管12内的其他组件相关联的对应的销，从而防止这些组件相对于进入管12的相对旋转。最后，进入管12或手柄14包括一个或多个引导销30，其可操作用于在开放式或微创外科手术(任选地，在荧光透视/射线照相下)中可视化相对于关节的进入管12的对准。具体来说，例如，这些引导销30可以将骶骨和髂骨之间的关节对准。通常，进入管12在开放式外科手术中用作相对于关节的引导件，或者在微创外科手术中用作关节入口。

具体参见如图2所示，在一个示例性实施例中，钻引导管40包括筒状的钻管42和耦合至钻管42的近端的手柄44。在该示例性实施例中，钻管42限定一中心钻孔32，其具有多个较小的角钻孔34以大致正方形构型设置在大约中心钻孔32的周边。下面更详细地描述这个和其他示例性构型。然而，所有的钻孔都被构造以通过钻管42接收细长的钻头(未示出)，使得可以将预定的孔模式钻入关节中并穿过关节的骨结构，提供了用于接收植入物的定制空隙，也在下面更详细地描述。手柄44用于操纵钻管42，以及固定在进入管12内的钻管42(图1)。钻管42的远端包括成角度的端部46，其限定一个或多个点，任选地包括切口48，确定切口48的构造和形状，以接合骶髂关节或另一关节，使得钻管42保持正确对准，而不穿透太深。当钻管42插入至进入管12中时，钻管42的成角度的端部46/切口48优选地与进入管12的成角度的端部16(图1)/切口18(图1)共形成。优选地，钻管42由外科手术相容的金属或塑料制成，并且具有约120至约150mm的长度、约15至约20mm的外径以及约3至约10mm的内径。手柄44是通常为桨形的组件，并且可以包括凹口、手指轮廓等。手柄44包括第一端口52，其被构造以接收引导销24的肩部止动件(图1)。手柄44还包括销58，其被构造以当钻管42插入至进入管12中时接合进入管12的手柄14(图1)的相对应的第二端口28(图1)，从而防止钻管42相对于进入管12的相对旋转。通常，钻管42在开放式外科手术或微创外科手术中用作相对于关节的钻引导件。

图3示出了组装构造的入口管10和钻引导管40，突出显示了当钻引导管40插入至入口管10中时，钻引导管40的成角度的端部46/切口48与入口管10的成角度的端部16/切口18共形成。手柄14和44的取向也是一致的。

具体参见如图4所示，在一个示例性实施例中，钻引导件60包括细长轴62，其限定多个围绕周边设置并且沿着其主轴的钻头接收通道64。细长轴62设置在钻引导管40(图2和3)内，所述钻引导管40设置在入口管10(图1和图3)内。关键特征66从细长轴62的近端突出并且被构造以接合制造在入口管10或钻引导管40的手柄14或44中或入口管10或在钻引导管40的近端部中的相应凹口(未示出)，从而防止钻细长轴62在钻引导管40内的旋转。在所示的示例性实施例中，细长轴62限定四个钻头接收通道64，所述四个钻头接收通道64均匀地围绕细长轴的周边设置，并沿着细长轴的主轴。优选地，钻引导件60由外科手术相容的金属或塑料制成，并且具有约120至约150mm的长度和约15至约20mm的外径。每个钻头接收通道64具有约2.5至约5mm的直径。任选地，钻引导件60的远端包括成角度的端部68，当钻引导管42插入至进入管12中时，所述成角度的端部68与进入管12(图1)的成角度的端部16(图1和图3)/切口18(图1和图3)和钻管42(图2)的成角度的端部46(图2和3)/切口48(图2和图3)共形成。

图5示出了组装构造中的入口管10、钻引导管40和钻引导件60。

图6示出了可以结合本发明使用/由本发明提供的示例性钻孔模式。这些钻孔模式之间的共同之处在于，它们各自包括钻入/穿过关节的主孔70，以及一个或多个钻入/穿过关节与主孔70重叠的小孔72。实际上，首先，小孔72可以用钻引导件60(图4和图5)钻出，所述钻引导件60插入至钻引导管40(图2，3和5)中，所述钻引导管40插入至入口管10(图1，图3和图5)中，其次，主孔70用可移除的钻引导件60钻出。或者，首先，主孔70可以不用插入至钻引导管40中的钻引导件60而钻出，其次，小孔72可以用钻引导件60钻出，所述钻引导件60插入至钻引导管40中，所述钻引导管40插入至入口管10中。多个主孔70也可以使用适当的钻引导管40和/或入口管10的位置的调整和/或在每个主孔70和/或小孔72的钻孔之间的钻引导管40被利用。因此，所得到的钻孔模式可以为未加工的正方形凹口(示出)、未加工的菱形凹口(示出)、未加工的H形凹口(示出)、未加工的矩形凹口(示出)等，随后可以将对应的植入物嵌入和压配至所述凹口中，如下所述。对于本领域普通技术人员显而易见的是，使用各种尺寸和位置的钻孔，可以在尺寸和形状方面产生宽范围的植入物接收孔。

图7是可以结合本发明使用/由本发明提供的另一示例性钻孔模式的一系列示意图，突出显示了主/小孔70和72可以以任何顺序钻出以形成预定的空隙形状，所述预定的空隙形状适合于接收植入物(未示出)。

图8是可以结合本发明使用/由本发明提供的另一示例性钻孔模式的示意图，突出显示了主/小孔70和72可以全部是尺寸相似的以形成预定的空隙形状，所述预定的空隙形状适合于接收植入物(未示出)。

具体参见如图9所示，在一个示例性实施例中，植入物引导管80包括筒状的植入管82和耦合至植入管82的近端的手柄84。在该示例性实施例中，植入管82限定一植入孔83，所述植入孔83具有大致正方形形状，对应的大致正方形植入物通过所述植入孔83设置在如上所述形成的大致正方形植入物接收孔中。对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，其他形状可以平等地使用。例如，手柄84用于操纵植入管82，以及在钻管42(图2)在钻孔之后被移除时将植入管82固定在进入管12内(图1)。植入管82的远端包括成角度的端部86，任选地包括切口88，确定切口88的构造和形状，以接合骶髂关节或另一关节，使得植入管82保持正确对准，而不穿透太深。当植入管82插入至进入管12中时，植入管82的成角度的端部86/切口88优选地与进入管12的成角度的端部16(图1和3)/切口18(图1和图3)共形成。优选地，植入管82由外科手术相容的金属或塑料制成，并且具有约120至约150mm的长度，约15至约20mm的外径，以及约7至约12mm的内宽。手柄84是大致为桨状的组件，并且可以包括凹口、手指轮廓等。手柄84包括第一端口92，所述第一端口92被构造以接收引导销24的肩部止动件(图1)。手柄84还包括销98，所述销98被构造以当植入管82插入至进入管12中时，接合进入管12的手柄14(图1和图3)的对应的第二端口28(图1)，从而防止植入管82相对于进入管12的相对旋转。通常，植入管82在开放式外科手术或微创外科手术过程中用作相对于关节的植入物对准和插入引导件。

图10示出了组装构造的入口管10和植入物引导管80。

具体参见如图11所示，在一个示例性实施例中，本发明的植入物100包括主体部分102以及任选地，锥形尖端部分104。锥形尖端部分104将植入物平移至并穿过植入物引导管80并且将植入物100压配至通过上述钻孔技术制备的孔中。一旦放置，主体部分102促进骶髂或其他关节的稳定/融合，并且还可以任选地为关节的平移和/或牵引提供或巩固所需的度。因此，期望植入物100具有与通过上述钻孔技术制备的孔大致相同的垂直于其主轴线的形状。植入物可以由外科手术相容的金属或塑料、骨同种异体移植材料等制成。通常，植入物100具有约17至约25mm的长度和约7至约15mm的宽度或厚度。任选地，主体部分102限定一个或多个内部或外部空隙或通道106，其被构造以接收骨移植材料，从而促进关节的骨融合。任选地，主体部分102还限定一个或多个内部或外部空隙或通道105，其被构造以接收诸如下所述的放置/嵌塞工具。最后，主体部分102可以包括一个或多个外部翅片、摩擦结构等，用于防止植入物100从由上述钻孔技术制备的孔中脱落。在实践中，植入物100可被“过度嵌入”至通过上述钻孔技术制备的孔中，使得骨融合促进材料等的骨“盖”可以设置在植入物100的顶部。应当注意的是，在这方面，在将植入物100嵌入至孔中之前和/或之后，可以将骨融合促进材料放置在孔中。

具体参见图12所示，在一个示例性实施例中，本发明的植入物嵌塞工具110包括基本上符合植入物引导管80(图9和10)的内部形状的细长主体部分112和手柄部分114。植入物嵌塞工具110用于将植入物100(图11)平移穿过植入物引导管80并将植入物100压配至通过上述钻孔技术制备的孔中。因此，细长主体部分112具有约135至约150mm的长度，并且手柄部分或单独的肩部止动件可以用作穿透深度限制件。

尽管本文参考优选实施例及其具体示例来说明和描述本发明，但是本领域普通技术人员将显而易见的是，其他实施例和示例可以执行类似的功能和/或实现类似的结果。所有这些等同的实施方例和示例都在本发明的精神和范围内，因此被考虑，并且旨在被以下非限制性权利要求所覆盖。

Claims (7)

1.一种关节固定系统，其包括：

入口管，构造并且排列所述入口管，使其位于邻近关节处，从而为所述关节提供通路，所述入口管具有内孔，确定该内孔的形状和尺寸，以和钻引导管匹配；

钻引导管，所述钻引导管具有外径，确定该外径的尺寸和形状，以与所述入口管匹配，所述钻引导管包括钻管，所述钻管形成中心钻孔和多个角钻孔，该多个角钻孔设置在中心钻孔的周边，使得可以将预定的孔模式钻入关节中并穿过关节的骨结构，提供用于接收植入物的腔；以及

植入物引导管，所述植入物引导管具有外径，确定该外径的尺寸和形状，以与所述入口管的所述内孔匹配，以相对于所述腔定向所述植入物引导管，所述植入物引导管具有形状确定的内孔，通过该形状确定的内孔，植入物选择性地压配在所述腔中，其中所述植入物的横截面形状接近所述腔总体横截面形状，所述植入物固定在所述关节的适当位置。

2.如权利要求1所述的系统，其中使用引导销将所述入口管固定至所述关节。

3.如权利要求1所述的系统，还包括钻引导件，所述钻引导件选择性地、同心地设置在所述钻引导管内。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述植入物引导管限定一内部通道，所述内部通道具有接近符合所述植入物的横截面形状的横截面形状，并且其中所述植入物通过所述植入物引导管的所述内部通道定位在所述腔中。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述植入物通过所述植入物引导管使用细长的嵌塞工具设置在所述腔中，所述细长的嵌塞工具具有接近符合所述植入物引导管的所述内部通道的横截面形状的横截面形状。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述植入物包括一个或多个构造成以保持骨移植材料的凹口。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述关节包括骶髂关节。