[发明专利]动力型脊柱稳定器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于脊柱稳定的方法和设备。更具体地，本发明涉及用于在生理学上保持或保留期望级别和/或程度的脊柱运动的同时给予脊柱期望级别稳定性的脊柱稳定装置、系统和/或设备(以及相关方法)。

背景技术

腰背痛是使工业化社会苦恼的花费最多的疾病之一。除普通感冒之外，这种疾病的医生诊断量比任何其它疾病都多。腰背痛的范围很广，从能消退的周期性剧烈失能性疼痛到不同程度的慢性疼痛。可用于腰背痛的保守疗法包括：冷裹法、物理疗法、麻醉药、类固醇和按摩疗法。一旦患者用尽了所有的保守疗法，外科选择方案的范围就是从显微椎间盘切除术(micro discectomy)(一种相对较小的手术以缓解对神经根和脊髓的压力)到融合术(其消除了疼痛级别的脊柱运动)。

在美国，每年有超过200,000个患者经历腰融合外科手术。虽然融合术在大约70％的时候是有效的，但即使是这些成功的手术仍然存在以下后果，包括运动范围减少以及向相邻水平面脊柱的负荷转移增加，这加速了在那些水平面上脊柱的恶化。另外，相当数量的背痛患者，在美国估计超过七百万，只是一味地忍受慢性腰背痛，而不去冒可能不会适当或有效地减轻他们的症状的手术的风险。

新的治疗器械，统称为运动保护装置，目前正获得开发以着手解决这些限制。一些有希望的治疗是(髓)核置换术、(椎)盘置换术或小面(关节)置换术形式的。其它的运动保护装置提供损伤和/或退变性脊柱的动力型(动态)内稳定，不会去除任何脊柱组织。此方法的主要目标是稳定脊柱以防止疼痛，同时保持近乎正常的脊柱功能。这两种类型的运动保持装置的主要差别在于：使用置换装置的目的是置换促进运动的退变性解剖结构，而使用动力型(动态)内稳定装置的目的是在不去除任何组织的情况下稳定和控制异常的脊柱运动。

十多年以前存在一种腰背痛假说，在该假说中脊柱系统被认为是由脊柱(椎骨、(椎间)盘和韧带)、围绕脊柱的肌肉、以及在日常生活的各种活动中帮助稳定脊柱的神经肌肉控制单元构成的。Panjabi MM.“The stabilizing system of the spine.Part I.Function，dysfunction，adaptation，and enhancement.”J Spinal Disord 5(4)：383-389，1992a。这种假说的一个推论是，当脊柱受到损伤或退变时需要强有力的脊肌(spinal muscle)。当以中立体位(neutral posture)站立时，这尤其是正确的。Panjabi MM.“The stabilizing system of thespine.Part II.Neutral zone and instability hypothesis.”J Spinal Disord5(4)：390-397，1992b。换句话说，腰背(疾病)患者需要具有足够的良好协调的肌力，增强和训练必要处的肌肉，以便在他们以中立体位站立时提供最大的保护。

动力型稳定(非融合)装置需要某种功能性，以便辅助背部(疾病)患者的受损(伴随机械完整性降低的损伤或退变的)脊柱。具体地说，这些装置必须给受损的脊柱提供机械辅助，尤其在最需要机械辅助的中性区。“中性区”是指较低的脊柱刚度(stiffness)的区域或脊柱节段的力矩-旋转曲线的前下部区域(toe-region)(参见图1)。Panjabi MM，Goel VK，Takata K.1981 Volvo Award inBiomechanics.“Physiological Strains in Lumbar Spinal Ligaments，anin vitro Biomechanical Study.”Spine 7(3)：192-203，1982。中性区通常被定义为围绕中立体位的运动范围的中央部分，此处脊柱的软组织和面关节对脊柱运动提供最小的阻力。如图1所示，此概念可以很好地用无损伤脊柱和损伤脊柱的负荷-位移或力矩-旋转曲线表示出来。应注意这些曲线是非线性的；也就是说，脊柱机械性能随角度和/或旋转的量而变化。如果我们假定正侧和负侧上的曲线分别表示在弯曲状态和伸展状态下的脊柱行为，那么在曲线每一点处的斜率则表示脊柱刚度。如在图1中所看到的，中性区是运动范围的较低刚度区域。