Индивидуальный хирургический шаблон с рентген-контрастными метками для формирования в теле позвонка костных каналов для введения транспедикулярных винтов Российский патент 2025 года по МПК A61B17/17 

Изобретение относится к области медицины, а именно к устройствам для спинальной хирургии, и может быть использовано в качестве индивидуального направителя для формирования костных каналов в теле позвонка для введения транспедикулярных винтов при лечении патологий позвоночника.

Предлагаемое изделие направлено на устранение недостатков известных аналогов. Оно представляет собой индивидуальный хирургический шаблон с каркасом, снабженным опорной площадкой, которая повторяет контур задних структур позвонка (дуги, остистого отростка, фасеточных суставов), каркас снабжен отверстием для фиксации к остистому отростку позвонка микровинтом, тубусами-направителями, имеет выемки для рентген-контрастных меток: в каркасе шаблона вертикальную линейную выемку, соответствующую середине остистого отростка, по одной круглой выемке в тубусах-направителях, соответствующей корням дуг позвонка, с установленными рентген-контрастными метками. Такая конструкция обеспечивает надежную фиксацию к задним структурам позвонка с помощью микровинта, предотвращая смещение шаблона в различных плоскостях, при этом рентген-контрастные метки позволяют контролировать положение шаблона с использованием интраоперационной рентгенографии, что увеличивает точность и безопасность хирургического вмешательства. По тубусам-направителям осуществляется формирование каналов для введения транспедикулярных винтов, таким образом шаблон-направитель с рентген-контрастными метками обеспечивает высокую точность при формировании каналов в теле позвонка, снижение травматичности и уменьшение времени хирургического вмешательства на позвоночнике.

Известен индивидуальный направитель для формирования каналов для имплантации транспедикулярных винтов в позвонок, созданный с помощью аддитивных технологий в виде цельной 3D смоделированной конструкции, содержащий каркас, соединяющий три опорных элемента, повторяющих рельеф планируемых зон сопоставления с позвонком, а именно: на пластинке у основания верхнего суставного отростка с обеих сторон и на вершине остистых отростков. Изделие оснащено двумя полыми металлическими трубками - направителями, созданными по запланированной траектории введения транспедикулярных винтов, определяемыми на этапе проектирования индивидуального направителя (U. Tominc et al., "Personalized guiding templates for pedicle screw placement," 2014 37th International Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics (MIPRO), Opatija, Croatia, 2014, pp. 249-251, doi: 10.1109/MIPRO.2014.6859570.). Однако недостатком конструкции является неприменимость ее при сложной, измененной анатомии, а также у детей, когда при позиционировании шаблона может возникать его смещение или формирование нескольких различных стабильных положений, затрудняющих корректное позиционирование шаблона-направителя, и отсутствие возможности интраоперационного рентгенологического контроля.

Задача изобретения - повышение эффективности лечения пациентов с патологиями позвоночника путем транспедикулярной фиксации с максимально точным позиционированием транспедикулярных винтов с использованием индивидуального хирургического шаблона с рентген-контрастными метками, фиксируемого к остистому отростку позвонка микровинтом.

Технический результат изобретения достигается за счет создания и изготовления индивидуального шаблона с рентген-контрастными метками для формирования в теле позвонка костных каналов для введения транспедикулярных винтов, повышения надежности позиционирования и фиксации шаблона, исключения возможности его смещения, возможности интраоперационного рентген-контроля, сохранения запланированной траектории имплантации транспедикулярного винта, снижения риска мальпозиции винта и повреждения окружающих анатомических структур, снижения травматичности и сокращения времени хирургического вмешательства.

Технический результат достигается в индивидуальном хирургическом шаблоне с рентген-контрастными метками для формирования костных каналов в теле позвонка для введения транспедикулярных винтов при двустороннем доступе у пациентов с различными патологиями позвоночника, создаваемом на основании данных предоперационного обследования в объеме компьютерной томографии позвоночника и изготавливаемом с использованием аддитивных технологий. Индивидуальный хирургический шаблон направитель, характеризуется тем, что он имеет жесткий пластиковый каркас, изготовленный при помощи печати на 3D-принтере. Изделие имеет опорную площадку, точно повторяющую контуры задних структур позвонков, отверстие в каркасе для фиксации микровинтом к остистому отростку позвонка, тубусы-направители в виде полых цилиндров, размещенных в каркасе соосно запланированной траектории введения транспедикулярных винтов, выемки для рентген-контрастных меток и установленные в выемки рентген-контрастные метки для контроля положения.

На фиг. 1 и 2 представлен индивидуальный шаблон-направитель с рентген-контрастными метками для формирования костных каналов в теле позвонка для введения транспедикулярных винтов, вид сверху и снизу соответственно, где: поз. 1 - каркас; поз. 2 - тубусы-направители; поз. 3 - рентген-контрастные метки, поз. 4 - отверстие в каркасе для фиксации микровинтом, поз. 5 - опорная площадка

Индивидуальный хирургический шаблон с рентген-контрастными метками для формирования в теле позвонка костных каналов для введения транспедикулярных винтов используется следующим образом.

На этапе предоперационного планирования выполняется компьютерная томография позвоночника пациента, данные которой импортируются в компьютерную программу для получения объемного изображения в формате 3D. Далее на полученном объемном изображении позвоночника планируется траектория введения транспедикулярных винтов. После формирования оптимальной траектории в компьютерной программе виртуально изготавливается каркас, снабженный опорной площадкой, повторяющей контур остистого отростка, фасеточных суставов и дуги позвонка, далее формируется расположение тубуса-направителя в каркасе шаблона направителя соосно запланированной траектории формирования канала для введения транспедикулярного винта. В каркасе также формируются выемки для рентген-контрастных меток: вертикальная линейная выемка, соответствующая середине остистого отростка, по одной круглой выемке в тубусах-направителях, соответствующей корням дуг позвонка.

Индивидуальный хирургический шаблон печатается на 3D-принтере с использованием аддитивных технологий из биосовместимого рентген-прозрачного материала (жесткий пластик), который подвергается стерилизации. Рентген-контрастные метки печатаются на 3D-принтере с использованием аддитивных технологий из биосовместимого рентген-контрастного материала (жесткий пластик), который подвергается стерилизации. После печати рентген-контрастные метки вставляются в каркас и тубусы-направители.

Индивидуальный хирургический шаблон используют следующим образом. Во время операции, после скелетирования задних структур позвонка выполняется аппликация индивидуального хирургического шаблона к позвонку так, чтобы опорная площадка (поз. 5) точно соответствовала рельефу анатомических структур, через отверстие для фиксации в каркасе (поз. 4), микровинтом производится фиксация шаблона-направителя к остистому отростку позвонка, далее выполняется интраоперационная рентгенография для определения корректности положения шаблона-направителя с рентген-контрастными метками (поз. 3). Убедившись в плотном сопоставлении направителя с костными структурами, через тубусы-направители (поз. 2), расположенные в каркасе шаблона (поз. 1), высокооборотистой дрелью выполняют формирование каналов для введения транспедикулярных винтов в тело позвонка.

Затем индивидуальный хирургический шаблон-направитель с рентген-контрастными метками извлекают из операционного ложа, и по сформированным траекториям вводят транспедикулярные винты.

Разработанный индивидуальный хирургический шаблон с рентген-контрастными метками был применен в ходе хирургического лечения 3 пациентов с различной патологией позвоночника.

Положительный результат предлагаемого технического решения заключается в повышении эффективности лечения путем формирования канала в теле позвонка для введения транспедикулярного винта точно соответствующего предоперационно запланированной траектории, фиксации шаблона к позвонку микровинтом, рентген-контроле корректности позиционирования шаблона с рентген-метками, уменьшении травматичности хирургического вмешательства и сокращении времени хирургического вмешательства.

Изобретение относится к медицине. Индивидуальный хирургический шаблон с рентген-контрастными метками для формирования в теле позвонка костных каналов для введения транспедикулярных винтов имеет монолитный жесткий каркас из биосовместимого пластика, создаваемый на основании данных компьютерной томографии позвоночника с использованием аддитивных технологий, печатаемый на 3D-принтере. Шаблон снабжен опорной площадкой, повторяющей контуры задних структур позвонка, отверстием в каркасе для фиксации к остистому отростку микровинтом, расположенными соосно запланированной траектории введения транспедикулярных винтов тубусами-направителями для формирования в теле позвонка каналов для введения транспедикулярных винтов и установленными в выемках на каркасе и вершине тубусов-направителей рентген-контрастными метками для контроля положения шаблона с использованием рентгенографии. Изобретение обеспечивает повышение эффективности лечения пациентов с патологиями позвоночника путем транспедикулярной фиксации с максимально точным позиционированием транспедикулярных винтов с использованием индивидуального хирургического шаблона с рентген-контрастными метками, фиксируемого к остистому отростку позвонка микровинтом. 2 ил.

Индивидуальный хирургический шаблон с рентген-контрастными метками для формирования в теле позвонка костных каналов для введения транспедикулярных винтов, отличающийся тем, что он имеет монолитный жесткий каркас из биосовместимого пластика, создаваемый на основании данных компьютерной томографии позвоночника с использованием аддитивных технологий, печатаемый на 3D-принтере, снабжен опорной площадкой, повторяющей контуры задних структур позвонка, отверстием в каркасе для фиксации к остистому отростку микровинтом, расположенными соосно запланированной траектории введения транспедикулярных винтов тубусами-направителями для формирования в теле позвонка каналов для введения транспедикулярных винтов и установленными в выемках на каркасе и вершине тубусов-направителей рентген-контрастными метками для контроля положения шаблона с использованием рентгенографии.