КОМПЛЕКТ ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ ИМПЛАНТАЦИИ ПРОТЕЗА МЕЖПОЗВОНКОВОГО СУСТАВА Российский патент 2008 года по МПК A61B17/88 

При имплантации протеза межпозвонкового сустава с целью замены межпозвонкового диска хирург работает в плохо просматриваемом операционном поле и в непосредственной близости от важных нервных путей и кровеносных сосудов. В частности, это относится к шейному отделу позвоночника, так как в этой области размеры позвонков невелики, а расстояния до чувствительных соседних зон особенно малы. Поэтому с помощью специальных приспособлений стремятся ограничить амплитуду движения инструментов, которые особенно потенциально опасны и должны использоваться с особой точностью. При этом следует обеспечить максимальный визуальный контроль.

Известны инструменты для имплантации межпозвонковых протезов в поясничный отдел позвоночника (DE-U-29916078, ЕР-А-0333990, FR-A-2737656). При этом сначала в межпозвонковый промежуток вставляют пластины протеза, затем эти пластины раздвигают и, наконец, между ними вставляют ядро протеза. Как правило, от обработки поверхностей позвонков при этом можно отказаться. Используемые для этого инструменты имеют сравнительно большие размеры, но в области поясничного отдела позвоночника это допустимо.

В области шейного отдела позвоночника промежутки между позвонками настолько малы, что для размещения протеза необходимо подготовить соответствующее место. Этого достигают обработкой соседних позвонков.

Однако доступ при этом очень затруднен, поскольку рядом находятся жизненно важные органы. Поэтому использовать большие инструменты невозможно.

В основе изобретения лежит задача создания комплекта инструментов для обработки и/или раздвигания шейных позвонков с целью имплантации протеза межпозвонкового сустава, обеспечивающего высокую точность и максимально возможный визуальный контроль.

Согласно пункту 1 формулы изобретения для решения этой задачи предназначен комплект инструментов, в состав которого входят следующие детали:

а) установочное устройство, состоящее из межпозвонковой пластины и отходящей от нее установочной штанги;

б) закрепляемое на штанге съемное направляющее устройство, определяющее в сагиттальной плоскости ниже и выше штанги две направляющие оси для обрабатывающего инструмента;

в) два установочных элемента, которые с помощью обрабатывающего инструмента вводят в тела позвонков вдоль направляющих осей;

г) дистракционный инструмент, удерживающий установочные элементы в заданном положении.

При использовании этого комплекта инструментов сначала вставляют межпозвонковую пластину. Это делают после удаления межпозвонкового диска, а при необходимости - и вентральных костных отростков тела верхнего позвонка. После позиционирования пластины можно с уверенностью судить о положении поверхностей тел позвонков, между которыми планируют поместить протез. Кроме этого пластина обеспечивает заданный промежуток между телами позвонков. Пластину выбирают так, чтобы по форме и размеру она соответствовала естественному межпозвонковому промежутку, то есть ее размер должен быть лишь немного меньше размера межпозвонкового промежутка. Это облегчает позиционирование, так как благодаря своей форме пластина автоматически занимает относительно межпозвонкового промежутка среднее, центрированное положение. Для более точного позиционирования пластина выполнена с возможностью нанесения рентгеновских контрольных меток. Пластину удерживает в предусмотренном для нее положении напряжение, созданное естественными связками между телами позвонков. Это напряжение зависит от толщины межпозвонковой пластины.

Во любом случае достаточное напряжение обеспечено в том случае, если толщина пластины примерно соответствует толщине устанавливаемого протеза. Чтобы в последующем положение пластины можно было корректировать, она имеет по существу гладкую, без выступов, поверхность, так как выступы, вдаваясь в поверхность кости или хряща, затрудняют относительное движение параллельно поверхности.

Направляющее устройство закреплено на установочной штанге, отходящей спереди от межпозвонковой пластины. Поскольку межпозвонковая пластина определяет положение установочной штанги, она также обуславливает позицию направляющего устройства. Таким образом, с помощью установочного инструмента можно точно позиционировать направляющее устройство, причем с той же точностью, что и сам инструмент.

В этом случае межпозвонковая пластина обеспечивает взаимное положение тел позвонков, а направляющее устройство, соединенное с установочным инструментом, - положение обрабатывающего инструмента при обработке тел позвонков.

Предпочтительно направляющее устройство с втулкой насаживают на установочную штангу со стороны ее свободного конца. Это позволяет хирургу соединить контактирующие установочные поверхности штанги и направляющего устройства не в глубине операционного поля, где нет обзора, а в передней, обозримой части операционного поля. Затем направляющее устройство вводят вдоль установочной штанги в глубину операционного поля.

Установочная штанга и направляющее устройство имеют сопряженные контактирующие поверхности, соответствующие друг другу по форме. Вращаться относительно друг друга эти поверхности не могут, поэтому направляющее устройство не поворачивается относительно штанги. Направляющее устройство имеет направляющую, определяющую положение направляющих осей, расположенных в сагиттальной плоскости параллельно установочной штанге - над штангой и под ней. Например, как под, так и над втулкой направляющего устройства, которая охватывает установочную штангу, можно поместить по одному сверлильному кондуктору.

Еще более предпочтительным является вариант исполнения, в котором на охватывающей штангу втулке размещена только одна направляющая, а сопряженные контактирующие поверхности установочной штанги и втулки выполнены с возможностью соединения друг с другом в положениях, повернутых относительно друг друга на 180°. Это позволяет уменьшить размеры инструмента и, соответственно, улучшить обзор операционного поля. В первом из этих двух положений направляющее устройство используют для того, чтобы обработать первое из двух тел позвонков и при необходимости закрепить в нем крепежный элемент (предпочтительно штифт). Затем направляющее устройство сдвигают назад по установочной штанге до той ее части, которая имеет круглое сечение, поворачивают на 180° и снова выдвигают вперед, чтобы обработать тело второго позвонка.

После этого на крепежных элементах устанавливают дистракционный инструмент, который удерживает эти элементы в определенном положении. Итак, крепежные элементы соединены с дистракционным инструментом таким образом, что крепежные элементы, а вместе с ними и тела позвонков сохраняют определенное положение относительно друг друга. Предпочтительно оси направляющих, а также соответствующим образом установленные крепежные элементы (штифты) расположены параллельно друг другу. Также соответственно параллельно друг другу расположены опорные отверстия для крепежных элементов (штифтов), предусмотренные на дистракционном инструменте.

В некоторых случаях бывает уменьшен естественный кифоз (искривление шейного отдела позвоночника в дорсальном направлении). В этих случаях перед установкой протеза целесообразно не только раздвинуть тела позвонков, но и восстановить естественный кифоз. Согласно изобретению этого достигают благодаря клиновидной форме межпозвонковой пластины, то есть уменьшению ее толщины от вентрального края к дорсальному. В состав комплекта инструментов входят межпозвонковые пластины с различными углами клина.

Изобретение позволяет использовать следующий способ имплантации протеза в промежуток между телами двух позвонков. На первом этапе удаляют межпозвонковый диск. На втором этапе в межпозвонковом промежутке позиционируют и закрепляют пластину установочного инструмента. На третьем этапе на отходящую от межпозвонковой пластины установочную штангу насаживают втулку направляющего устройства. Это выполняют таким образом, что втулка определяет две направляющие оси в сагиттальной плоскости над и под штангой. На четвертом этапе в позвонки в направлении указанных осей вставляют штифты. На пятом этапе со штифтами соединяют дистракционный инструмент, при этом штифты расположены параллельно друг другу. На последующих этапах регулируют расстояние между телами позвонков, удаляют направляющее устройство и установочный инструмент, в случае необходимости обрабатывают межпозвонковое пространство и, наконец, вставляют протез.

Точность при использовании заявленного комплекта инструментов зависит от точности позиционирования пластины в межпозвонковом промежутке. Поэтому важно, чтобы межпозвонковый промежуток по форме соответствовал пластине. Как правило, эта форма подходит и для протеза, устанавливаемого позже. Для выполнения этого условия заявленный комплект инструментов дополнен набором рашпилей. Рашпиль наибольшего размера в сущности соответствует форме межпозвонковой пластины или протеза, в то время как, по меньшей мере, еще один рашпиль, который используют на подготовительном этапе, имеет немного меньший размер. Если в наборе есть несколько рашпилей меньшего размера, то они должны быть разной величины.

Ниже изобретение раскрыто более подробно, со ссылками на чертежи. На чертежах показано следующее:

на фиг.1 - установочный инструмент, вставленный в межпозвонковый промежуток;

на фиг.2 - установочная штанга с насаженным на нее направляющим устройством;

на фиг.3 и 4 - направляющее устройство в разрезе и на виде спереди;

на фиг.5 - установочный инструмент, местный вид сбоку;

на фиг.6 - сверло, используемое вместе с направляющим устройством;

на фиг.7 - отвертка и резьбовой штифт, применяемые вместе с направляющим устройством;

на фиг.8 - соответствующее фиг.1 изображение со вставленными в позвонок штифтами;

на фиг.9 - соответствующее фиг.8 изображение с установленным дистракционным инструментом;

на фиг.10-18 - рашпили для определенных протезов, а именно:

на фиг.10-15 - набор, состоящий из трех разных рашпилей;

на фиг.16 - сравнение очертаний рашпилей;

на фиг.17 и 18 - соответствующие рашпилям протезы.

Комплект инструментов, представленный на фиг.1-9, включает в себя установочный инструмент 30 с межпозвонковой пластиной 11. Площадь пластины лишь немного меньше площади межпозвонкового промежутка, поэтому пластина автоматически позиционируется в этом промежутке между выступающими латеральными костными отростками. Она примерно соответствует размеру вставляемого затем протеза. Размеры пластины в переднезаднем и медиолатеральном направлении не намного уступают размерам межпозвонкового промежутка. Размер пластины в медиолатеральном направлении составляет, по меньшей мере, 70% просвета между латеральными костными отростками нижнего тела позвонка, предпочтительно 80%. Поэтому при установке пластина расположена примерно посередине. С помощью рентгеновского аппарата, который обеспечивает ход лучей, по крайней мере, в переднезаднем направлении, проверяют среднее положение пластины и ее выравнивание относительно сагиттальной плоскости, причем определяющим фактором является положение и направление наружных поверхностей установочной штанги 32. При этой проверке они служат рентгеновскими метками инструмента. С этой целью штанга выполнена непрозрачной для рентгеновских лучей, например, из металла. Кроме того, при боковом ходе лучей можно проверить правильность установки пластины на глубину, то есть в переднезаднем направлении. Рентгеновскими метками в этом случае служат проходящие в медиолатеральном направлении края пластины или специальные метки.

Толщина пластины 11 примерно соответствует толщине вставляемого межпозвонкового протеза. Если в распоряжении имеются протезы разного размера, то в комплекте инструментов соответственно должны быть различные межпозвонковые пластины. Во всяком случае пластина имеет такие размеры, что при ее установке в межпозвонковый промежуток после удаления межпозвонкового диска ее удерживает там напряжение естественных связок. В боковой проекции пластина может иметь клиновидную форму, как показано на фиг.5. После соответствующего позиционирования пластина принимает совершенно определенное положение относительно окружающих ее поверхностей тела позвонка.

Это гарантирует заданное положение установочной штанги 32, отходящей от пластины 11 по отношению к телам позвонков. Штанга имеет квадратное поперечное сечение, по крайней мере, на участке 31 вблизи пластины 11, в то время как более удаленный участок 33 имеет круглое сечение. Установочная штанга 32 выполнена в виде трубки, которая служит меткой для рентгеновских лучей, проходящих в переднезаднем направлении. Однако трубчатая форма не обязательна, так как меткой может служить также наружный контур штанги.

Штанга 32 предназначена для установки (позиционирования) направляющего устройства 34. На фиг.3 и 4 видно, что направляющее устройство имеет отверстие 35 квадратного сечения. Это отверстие соответствует участку 31 штанги 32. Эта часть направляющего устройства представляет собой втулку, с помощью которой направляющее устройство крепится на установочной штанге. Кроме того, в направляющем устройстве имеется отверстие 36 круглого сечения, проходящее параллельно отверстию 35. Отверстие 36 играет роль сверлильного кондуктора, в более общем плане оно предназначено для ориентации обрабатывающих инструментов. Когда направляющее устройство 34 насаживают на участок 31 установочной штанги, то оно занимает положение, показанное на фиг.2. В этом положении направляющая ось 37, определяемая отверстием 36, сориентирована на середину тела верхнего позвонка 2. Кроме того, направляющее устройство может занять и другое положение (повернутое на 180°). В этом положении направляющая ось 38, определяемая отверстием 36, ориентирована на середину тела нижнего позвонка. Оси 37 и 38 лежат в той же сагиттальной плоскости, что и установочная штанга 32. Вместо квадратного поперечного сечения на участке 31 можно выбрать и другую некруглую форму. Эта форма должна обеспечивать размещение направляющего устройства 34 в двух положениях, повернутых относительно друг друга на 180°.

Направляющее устройство 34 применяют следующим образом. Сначала направляющее устройство используют для обработки одного позвонка. Затем его отодвигают на участок 33 штанги 32, имеющий круглое сечение, и поворачивают на 180°, чтобы обработать второй позвонок.

Обработка заключается в том, что сначала с помощью сверла 39, хвостовик которого соответствует отверстию 36, в одном из позвонков выполняют отверстие. Затем в это отверстие с помощью отвертки 40, жало которой также соответствует отверстию 36, вводят резьбовой штифт 41. Штифт 41 точно соответствует отверстию, предусмотренному в отвертке 40. Это гарантирует, что штифт будет ввинчен в позвонок соосно отвертке 40 и, таким образом, соосно осям 37 и 38 и параллельно штанге 32. После того как данную операцию произведут с обоими позвонками, получают картину, представленную на фиг.8. Благодаря направляющему устройству и его позиционированию с помощью установочного инструмента штифты 41 в вентральном направлении выступают из обоих позвонков 2 точно в сагиттальной плоскости и параллельно друг другу.

После этого на штифты 41 устанавливают дистракционный инструмент. Каждый из двух рычагов 42 дистракционного инструмента имеет по одному опорному отверстию 43 для штифтов 41. Рычаги 42, расположенные на корпусе инструмента 44, раздвигают и позиционируют параллельно друг другу в направлении стрелки 45. Дистракционные инструменты такого рода общеизвестны, поэтому здесь они не описываются.

С помощью этого инструмента в случае необходимости позвонки 2 можно раздвинуть еще больше, чтобы вынуть межпозвонковую пластину 11. При желании межпозвонковый промежуток в том состоянии, при котором позвонки удерживают посредством инструмента 42-44 и штифтов 41, можно подвергнуть дальнейшей обработке для того, чтобы подготовить его для приема протеза. Наконец, протез вставляют в межпозвонковый промежуток, и, когда удержание позвонков с помощью инструмента 42-44 прекращают, протез занимает окончательное положение.

В состав данного комплекта входит также набор рашпилей, с помощью которых поверхность позвонков подготавливают к приему протеза. Рашпили изображены на фиг.10-16. В этих примерах рашпили соответствуют тому протезу, который представлен на фиг.17 и 18. Этот протез имеет овальный или прямоугольный контур, позволяющий почти полностью использовать межпозвонковое пространство. Протез имеет плоскую форму, поэтому его можно вставить, не осуществляя основательной фрезеровки пластин тел позвонков. Наружные поверхности протеза обращены к пластинам тел позвонков. Большая часть этих поверхностей 50 является практически плоской и зубчатой. Дорсолатеральные углы 51 протеза скошены таким образом, что поверхность в этих местах расположена под углом к участку поверхности 50.

Сопряженную форму межпозвонкового промежутка подготавливают с помощью набора рашпилей 52, 53 и 54, изображенных на фиг.10-15. Соотношения между размерами рашпилей показаны на фиг.16. Сначала, чтобы получить доступ к межпозвонковому промежутку, в него с помощью детально не показанной рукоятки вставляют рашпиль 52 наименьшего размера. Затем наступает очередь рашпиля 53, трапециевидная форма которого примерно соответствует форме плоской части поверхности протеза. Наконец, посредством рашпиля 54 межпозвонковое пространство формируют в сущности в соответствии с формой вставляемого протеза. Высота всех рашпилей равна высоте протеза. Поверхности рашпилей, соответствующие плоской части 50 протеза, выполнены без зубцов. Это означает, что с помощью рашпилей, главным образом благодаря передней кромке 55, выскабливают хрящ и освежают кость. Торцевая поверхность тела позвонка при этом существенно не затрагивается. Все рашпили имеют упор 56. Благодаря этому упору рашпили вводят в межпозвонковое пространство на определенную глубину.

Группа изобретений относится к медицинским инструментам. Комплект инструментов для имплантации протеза межпозвонкового сустава в промежуток между телами двух позвонков включает: установочное устройство, съемное направляющее устройство, два крепежных элемента и дистракционный инструмент. Установочное устройство состоит из межпозвонковой пластины и установочной штанги, которая отходит от межпозвонковой пластины. Съемное направляющее устройство определяет две направляющие оси для обрабатывающего инструмента и закреплено на штанге. Направляющие оси размещены в плоскости ниже и выше штанги в сагиттальной плоскости. Два крепежных элемента с помощью обрабатывающего инструмента вводят в тела позвонков вдоль направляющих осей. Дистракционный инструмент удерживает крепежные элементы в заданном положении. В варианте изобретения комплект содержит рашпили для формирования межпозвонкового пространства в соответствии с формой протеза. Каждой форме протеза соответствует набор рашпилей, в котором рашпиль наибольшего размера в сущности имеет форму протеза, а остальные инструменты имеют размеры, которые постепенно уменьшаются. В результате создан комплект инструментов для обработки и/или раздвигания шейных позвонков, который с высокой точностью и максимально возможным визуальным контролем обеспечивает имплантацию протеза межпозвонкового сустава. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Комплект инструментов для имплантации протеза межпозвонкового сустава в промежуток (1) между телами двух позвонков (2), включающий в себя

а) установочное устройство (30), состоящее из межпозвонковой пластины (11) и отходящей от нее установочной штанги (32);

б) закрепляемое на штанге (32) съемное направляющее устройство (34), определяющее в сагиттальной плоскости ниже и выше штанги две направляющие оси (37, 38) для обрабатывающего инструмента (39, 40);

в) два крепежных элемента (41), которые с помощью обрабатывающего инструмента (39, 40) вводят в тела позвонков (2) вдоль направляющих осей (37, 38);

г) дистракционный инструмент (42, 43, 44), удерживающий крепежные элементы (41) в заданном положении.