[发明专利]一种脊柱外科微创手术导航系统

说明书

一种脊柱外科微创手术导航系统，包括：成像部、处置部、导航部，其特征在于：成像部扫描器环绕处置对象进行扫描成像；处置部包括机械臂、连接杆、动力提供单元、夹闭器以及进入脊柱病变部位的穿刺通道、消融电极针，穿刺通道为一个直径约2mm的微创手术工作套管。本发明结构简单，造价低廉，容易操作，术前融合CT、MRI图像将病人骨性结构、神经、血管、压迫神经的椎间盘组织和韧带整体重建，根据椎间盘突出和压迫神经的位置，术前设计出合理的手术入路，与术中扫描骨骼图像进行配准，同时通过实时导航下远程控制机械臂精准消融压迫神经的组织，安全稳定性好，避免手术中因医生疲劳造成的对正常组织的损害，并且有效减少了射线对病人和医生的伤害。

技术领域

本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种脊柱外科微创手术导航系统。

背景技术

手术微创化是目前椎间盘突出症外科治疗的主要发展趋势。目前椎间盘突出症的手术方式都要在病变节段的椎管外壁上开个窗口，然后通过这个窗口，切除压迫到神经的椎间盘、韧带和增生的钙化组织等。依据手术在椎管外壁上开窗部位和大小的不同，会不同程度地损伤椎骨或椎旁骨骼、关节、韧带、肌肉等正常组织，手术治疗后容易导致椎体不稳、神经损伤、疤痕再次压迫神经等并发症。

在切除病变椎间盘组织、解除神经压迫过程中，如何尽可能地减少对正常脊柱结构和神经的损伤，是目前脊柱外科微创研究的重要方向。脊柱内镜技术是近些年来新兴的脊柱微创手术，医生将脊柱内镜器械，经皮肤上一个大约7mm的切口建立通道深入病变部位，以水作为媒介，通过内镜系统将内部病变放大后显示于电视屏幕上，外科医生通过电视屏幕观察病变部位，应用器械经工作通道摘除突出的椎间盘或扩大狭窄的椎管，以达到缓解腰腿痛等症状，它具有创伤小、出血少、术后恢复快、住院时间短等优点。但脊柱内镜由于自身特点，也存在一系列的手术并发症：1.椎间孔镜的直径一般在6mm以上，术中对于脊柱小关节、椎间盘等结构会造成一定的损伤，对颈椎而言，这样的损伤会更加明显，术后引起脊柱退变加重；2.术中工作通道穿刺在C形臂透视引导下进行，无法精确定位被压迫的神经根，很大程度上依赖固定的手术入路和术者的经验，可因被压迫神经根解剖位置变异、神经受压部位不同或者术者无法精准控制穿刺深度而造成神经的直接损伤；3.穿刺置管时由于不清楚椎间孔外血管分布情况或者未按程序进行逐级置入扩张管而致术后出现腹膜后血肿；4.术中过度刺激或损伤神经根和脊神经节，造成病患术后出现神经根性痛觉过敏等感觉异常；5.熟练掌握脊柱内镜现有技术需要医生具有丰富的临床经验，较高的解剖了解程度以及新技术、新器械的熟悉程度和技巧，这些因素使得脊柱内镜学习曲线相对漫长，从而导致更长的手术时间以及因早期手术操作的不熟练而增加上述手术并发症的发生风险；6.术中穿刺置管需要反复透视进行定位，大大增加病人的痛苦和辐射伤害。

近年来，为提高微创脊柱外科手术的精度，减少手术并发症的发生，精准微创治疗得到高度重视与发展，计算机辅助外科就是其中重要的组成部分。而外科手术导航系统为计算机辅助手术中的一个重点应用，目前已经开始应用于外科手术中。基于图像的外科手术导航系统，就是以MRI、CT等医学影像数据为基础，通过运行平台对影像数据的处理，在计算机上显示出病变部位的三维模型，医生手术时对手术器械进行操作，可利用该系统借助彩色图像清晰地观测手术器械与病变部位三维模型的状态，通过手术导航，可以实现安全、可靠的手术过程，减少病人的痛苦。

为此，人们相继开发了许多外科手术导航系统，在脊柱外科方面，北京天智航公司自主研发的天玑骨科手术机器人利用导航辅助，实现目标骨骼的精准定位并完成螺钉置入。在脊柱骨骼成像及精准治疗方面，天玑骨科手术机器人具有明显优势，但其在神经、血管、突出的椎间盘等软组织成像方面是欠缺的。目前的脊柱外科手术导航系统普遍存在下列问题而影响其临床应用及推广：1.术前CT图像进行三维重建，未能将清晰显示椎间盘、神经等软组织的MRI图像与CT图像进行完好融合，术中虽然可以对骨骼三维图像进行重建，但尚不能精准定位神经、血管和压迫神经的椎间盘等组织的位置；2.术前精准三维重建时间比较长；3.术前三维重建和术中图像配准时间较长，临床实用性差。因此，目前市面上针对椎间盘突出症的微创手术导航系统尚有待进一步完善。