顱骨鉆系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種顱骨鉆系統(tǒng)(100，200，300，400)，其包括一個(gè)或多個(gè)用于鉆入大腦中的外科鉆孔元件(102,202,302,402)。本發(fā)明還涉及一種顱骨鉆系統(tǒng)(1200,1300)，其包括用于鉆入頭骨(110,210,310,410,1210,1310)中的外科鉆孔元件以及用于穿刺硬腦膜的元件(102,202,302,402，1202,1302)。所述外科鉆孔元件(310,1310)可以包括在頭骨(151,1151)中形成開(kāi)口(153,1153)的輪廓，所述開(kāi)口具有較窄直徑部(153a，1153a)以及較寬直徑部，并且所述穿刺元件(302,1302)可以布置成緊密配合在所述開(kāi)口的所述較窄直徑部(153a，1153a)中。本發(fā)明還涉及一種顱骨鉆系統(tǒng)，其包括將定位在穿過(guò)頭骨(151,1151)形成的孔(153,1153)中的引導(dǎo)元件(210,1210)以及用于穿刺硬腦膜的穿刺元件(202,1202)。所述引導(dǎo)元件(210,1210)可以具有位于其中的通道或者槽道(220,1220)用于接納所述穿刺元件(202,1202)，從而所述穿刺元件(202,1202)可以相對(duì)于所述引導(dǎo)元件(210,1210)移動(dòng)以便刺穿所述硬腦膜。
【專利說(shuō)明】顱骨鉆系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在頭骨和大腦中形成開(kāi)口的顱骨鉆系統(tǒng)以及方法。本發(fā)明特別應(yīng)用于顱骨鉆系統(tǒng)，用于在頭骨中形成開(kāi)口，所述開(kāi)口適于接納顱骨端口，諸如與裝置(諸如引導(dǎo)裝置、導(dǎo)管或電極等)連接的顱骨端口。

【背景技術(shù)】
[0002]存在許多情形需要經(jīng)由植入的導(dǎo)管將治療劑輸送至大腦實(shí)質(zhì)中的特定目標(biāo)。另夕卜，這些治療劑中的許多種如果被輸送至大腦的健康部分將造成不期望的副作用。治療大腦功能異常的例子包括:將Y-氨酪酸激動(dòng)劑急性注射到癲癇灶點(diǎn)或者通道中以阻塞傳遞，以及將麻醉劑或者其它止痛劑慢性輸送到水管周?chē)幕疑窠?jīng)組織或者丘腦目標(biāo)以治療棘手的病痛。同樣，可以將細(xì)胞毒性藥物直接輸送到大腦腫瘤中。也可以應(yīng)用主質(zhì)內(nèi)注入來(lái)將不能被系統(tǒng)輸送的治療劑輸送到大腦目標(biāo)，因?yàn)檫@些治療劑不會(huì)橫穿血-腦屏障。例如，對(duì)帕金森病、老年癡呆癥、頭部損傷、中風(fēng)以及多種硬化癥病人的治療可以通過(guò)注入神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子來(lái)實(shí)施，以保護(hù)和修補(bǔ)失效或者損壞的神經(jīng)細(xì)胞。還可以注入神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，以支持被移植到損壞的或者失效的腦部區(qū)域中的神經(jīng)移植物，以便恢復(fù)功能。
[0003]還已知直接插入腦部實(shí)質(zhì)中除導(dǎo)管之外的的儀器，諸如電極。例如，在多種外科手術(shù)中使用刺激或損傷電極，包括深度大腦刺激(DBS)電極。希望刺激或者損壞神經(jīng)組織的特定區(qū)域的外科醫(yī)生能夠?qū)㈦姌O端部瞄準(zhǔn)目標(biāo)地點(diǎn)，從而能夠輸送期望的電流。
[0004]上述方法依賴于盡可能精確地瞄準(zhǔn)所需地點(diǎn)。所插入儀器的稍許錯(cuò)位可以導(dǎo)致顯著的發(fā)病率或者治療失敗。例如，用于治療功能紊亂的大腦目標(biāo)通常位于深處并且具有小的體積。用于治療帕金森病的期望目標(biāo)位于丘腦下細(xì)胞核并且直徑為3-4毫米，或者是直徑為3-4毫米、長(zhǎng)度為5-6毫米的卵形體。諸如丘腦中的蒼白球或目標(biāo)等其它目標(biāo)通常不大于1-2毫米。對(duì)于這種小的目標(biāo)，小至I毫米的次優(yōu)放置將不僅僅降低治療的有效性，而且可以導(dǎo)致不期望的副作用，諸如虛弱、感覺(jué)改變、表達(dá)惡化和復(fù)視。還期望最小化在大腦的特定區(qū)域中的創(chuàng)傷，例如，中腦(包括丘腦下細(xì)胞核、實(shí)體黑質(zhì)以及腦橋細(xì)胞核)是重要的大腦區(qū)域，其中重要的是最小化由于電極或者導(dǎo)管的通過(guò)所帶來(lái)的創(chuàng)傷。
[0005]因此以前已經(jīng)研發(fā)了多種立體定向的裝置和方法，旨在允許朝著由外科醫(yī)生(例如應(yīng)用X射線或者磁共振成像)確定的目標(biāo)精確地引導(dǎo)儀器，并且對(duì)于腦部其它區(qū)域的創(chuàng)傷最小。EP1509153、US6609020和US6328748中給出了現(xiàn)有系統(tǒng)的例子。
[0006]GB2357700披露了一種引導(dǎo)裝置，其包括緊固在形成在頭骨中的孔中的端口(頭部)，并且所述引導(dǎo)裝置的管子延伸到大腦中。為了將引導(dǎo)裝置插入到頭骨中，首先在立體定向框架的引導(dǎo)下在頭骨中鉆出孔。通常，所述端口具有比將要插入到大腦中的所述導(dǎo)管/電極/引導(dǎo)管更大的直徑。因此，期望鉆出具有階梯形狀的開(kāi)口，其具有用于接納所述端口的擴(kuò)大的直徑部。用于鉆出這種階梯形狀的裝置是已知的，例如如W02011/110874中所描述的。
[0007]為了將引導(dǎo)裝置插入到期望的目標(biāo)，在硬腦膜中開(kāi)孔。外科醫(yī)生使用諸如在W02009/047494中描述的解剖刀或者裝置進(jìn)行該操作。
[0008]使用諸如在W02011/110874中披露的解剖刀或者尖釘以便在硬腦膜中開(kāi)孔，以及隨后插入探針(諸如引導(dǎo)桿、引導(dǎo)管、導(dǎo)管)到大腦中，尤其通過(guò)大腦的更致密部分，將導(dǎo)致大腦從其初始位置移位，從而探針錯(cuò)過(guò)目標(biāo)。
[0009]另外，在應(yīng)用這些單獨(dú)的儀器在頭骨和硬腦膜中形成開(kāi)口期間，所述開(kāi)口可能相對(duì)于彼此不是正確地定位。如果使用立體定向框架用于在形成開(kāi)口期間定位儀器時(shí)尤其是這種情況，因?yàn)樗隽Ⅲw定向框架中的游隙可能導(dǎo)致定位的誤差。這可能阻礙可植入儀器(諸如具有一體化端口的導(dǎo)管)的插入。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種顱骨鉆系統(tǒng)，其包括用于鉆入大腦中的一個(gè)或多個(gè)外科手術(shù)鉆孔元件。
[0011]在大腦中鉆出開(kāi)口可以減少在穿透硬腦膜期間以及在后來(lái)將探針(諸如引導(dǎo)桿、引導(dǎo)管、導(dǎo)管、電極等等)插到大腦中期間大腦被推開(kāi)的程度。這可以導(dǎo)致更精確地放置探針/可植入儀器。
[0012]所述系統(tǒng)可以包括第一和第二鉆孔元件，它們布置成一起協(xié)作以便限定利用所述第一和第二鉆孔元件形成的開(kāi)口的相對(duì)位置。所述開(kāi)口可以包括頭骨中的開(kāi)口以及大腦中的開(kāi)口。所述鉆孔元件可以布置成使得所述開(kāi)口形成得大致彼此同軸。
[0013]所述顱骨鉆系統(tǒng)可以包括用于鉆入大腦中的第一鉆孔元件以及用于鉆入頭骨中的第二鉆孔元件，所述第二鉆孔元件具有至少一部分，該至少一部分的直徑大于第一鉆孔元件的直徑。以這種方式，所述鉆孔系統(tǒng)可以被用于在大腦中鉆出開(kāi)口以及在頭骨中鉆出開(kāi)口，用于保持可植入儀器。
[0014]所述第一鉆孔元件以及第二鉆孔元件可以被連接或者可以連接，從而利用所述第一和第二鉆孔元件的其中一個(gè)的鉆孔可以通過(guò)它與所述第二和第一鉆孔元件的另一個(gè)的連接而被引導(dǎo)。這種布置可以有助于頭骨中的開(kāi)口相對(duì)于大腦中的開(kāi)口的正確定位。
[0015]所述第一鉆孔元件可以從所述第二鉆孔元件的遠(yuǎn)端延伸，使得所述第一鉆孔元件不得不在所述第二鉆孔元件能鉆入至頭骨之前鉆入到所述頭骨中。在這種布置中，所述第二鉆孔元件可以通過(guò)它與第一鉆孔元件的連接相對(duì)于利用第一鉆孔元件形成的開(kāi)口被導(dǎo)入到合適位置。利用第一和第二元件的鉆孔可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)公共軸并且以連續(xù)的過(guò)程實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)意義上鉆孔包括“單步驟”過(guò)程。以這種方式，可以鉆出大腦中的開(kāi)口以及頭骨中的更大直徑開(kāi)口，而不用必須從頭骨/大腦中移除/脫離其中一個(gè)鉆孔元件。以連續(xù)的方式鉆出多個(gè)特征可以減少由于形成所述特征的加速性質(zhì)而引起的腦脊髓流體(CSF)的泄露。
[0016]所述第一鉆孔元件和第二鉆孔元件可以連接，使得第一鉆孔元件從第二鉆孔元件的遠(yuǎn)端延伸的長(zhǎng)度能夠變化。以這種方式，所述系統(tǒng)能夠適于規(guī)定的目標(biāo)。
[0017]所述第一鉆孔元件可以被連接至或者可連接至所述第二鉆孔元件，使得通過(guò)第一鉆孔元件與第二鉆孔元件的連接而引導(dǎo)利用第一鉆孔元件鉆入大腦中。為了實(shí)現(xiàn)它，所述第二鉆孔元件可以具有穿過(guò)其中的通道，用于接納所述第一鉆孔元件，所述第一鉆孔元件可以在所述通道中從回縮位置和伸出位置移動(dòng)，其中在所述回縮位置，所述第一鉆孔元件沒(méi)有從第二鉆孔元件的遠(yuǎn)端突出，在所述伸出位置，所述第一鉆孔元件從所述第二鉆孔元件的遠(yuǎn)端延伸。在這種布置中，所述第一鉆孔元件能夠通過(guò)它與第二鉆孔元件的連接而相對(duì)于利用第二鉆孔元件形成的開(kāi)口被引導(dǎo)到合適位置。這種布置可以允許延遲由于穿透硬腦膜導(dǎo)致的腦脊髓流體(CSF)的釋放，直到已經(jīng)利用第二鉆孔元件在頭骨中形成更大直徑的開(kāi)口之后。
[0018]用于鉆入頭骨中的第二鉆孔元件可以包括一輪廓，其在頭骨中形成開(kāi)口，所述開(kāi)口具有較窄直徑部和較寬直徑部。
[0019]所述第一鉆孔元件可以布置成與所述開(kāi)口的較窄直徑部緊密配合。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二鉆孔元件包括從第二鉆孔元件的遠(yuǎn)端延伸的先導(dǎo)鉆孔元件，所述第一鉆孔元件布置成緊密配合在利用先導(dǎo)鉆孔元件形成的先導(dǎo)孔中。以這種方式，通過(guò)將第一鉆孔元件配合在所述先導(dǎo)孔中，而引導(dǎo)利用第一鉆孔元件的鉆孔。
[0020]所述第二鉆孔元件可以包括一輪廓以便在頭骨中形成開(kāi)口，其中在較窄直徑部與較寬直徑部之間具有一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)階梯過(guò)渡部。以這種方式，所述開(kāi)口能夠支撐可植入儀器的相應(yīng)成型的部分，諸如導(dǎo)管或者引導(dǎo)管的端口。
[0021]所述第二鉆孔元件可以包括引導(dǎo)件，在利用第二元件鉆孔期間，所述引導(dǎo)件可以延伸到通過(guò)第一鉆孔元件形成的開(kāi)口中并且與其緊密配合。
[0022]所述顱骨鉆系統(tǒng)可以包括用于將所述第一和/或第二鉆孔元件連接至坐標(biāo)定位設(shè)備(諸如立體定向框架和/或機(jī)器人)的支座。
[0023]所述第一鉆孔元件可以具有足以延伸到大腦的軟腦膜中的長(zhǎng)度。所述第一鉆孔元件可以具有大于10毫米的長(zhǎng)度。以這種方式，所述鉆孔元件可以具有足以到達(dá)大腦中的目標(biāo)的長(zhǎng)度。所述鉆孔元件可以包括扭轉(zhuǎn)鉆，它可以包括兩個(gè)凹槽。
[0024]所述第一鉆孔元件的尖端的點(diǎn)角度可以小于90度，小于80度，小于70度，以及優(yōu)選地大約為60度。相信尖銳尖端將有助于穿刺頭骨和硬腦膜，從而降低鉆孔元件從頭骨和硬腦膜表面偏轉(zhuǎn)的幾率，并且減少大腦的撓曲。
[0025]所述鉆孔元件可以由生物學(xué)惰性材料制造，諸如不銹鋼或者鈦。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一個(gè)套件，其包括根據(jù)本發(fā)明第一方面的顱骨鉆系統(tǒng)以及用于定位在應(yīng)用所述顱骨鉆系統(tǒng)形成的頭骨的開(kāi)口中的可植入儀器，所述第二鉆孔元件布置成形成一開(kāi)口，所述開(kāi)口具有與所述可植入儀器的輪廓對(duì)應(yīng)的輪廓。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種神經(jīng)外科設(shè)備，其包括用于相對(duì)于所述頭骨定位外科儀器的坐標(biāo)定位設(shè)備，以及根據(jù)本發(fā)明第一方面的顱骨鉆系統(tǒng)。
[0028]所述坐標(biāo)定位設(shè)備可以是立體定向框架或者機(jī)器人。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種外科手術(shù)方法，包括鉆入病人的大腦中。
[0030]所述方法可以包括給病人成像、由所成的圖像識(shí)別目標(biāo)以及基于所述被識(shí)別的目標(biāo)鉆入大腦中。
[0031]所述方法可以包括應(yīng)用顱骨鉆元件在頭骨中鉆出開(kāi)口，并且在顱骨鉆元件保留在頭骨中的時(shí)候，應(yīng)用另一鉆孔元件鉆入大腦中，所述另一鉆孔元件與所述顱骨鉆元件連接以便約束所述另一鉆孔元件相對(duì)于所述顱骨鉆元件的定位。
[0032]所述方法可以包括應(yīng)用顱骨鉆元件在頭骨中鉆出先導(dǎo)孔以及具有比先導(dǎo)孔更大直徑的開(kāi)口，然后應(yīng)用另一鉆孔元件鉆到大腦中，所述另一鉆孔元件被插入所述先導(dǎo)孔中。所述方法可以包括在鉆入大腦中之前利用尖釘穿過(guò)所述先導(dǎo)孔而刺穿所述硬腦膜。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種顱骨鉆系統(tǒng)，其包括:用于鉆入頭骨中的外科鉆孔元件，所述外科鉆孔元件包括在頭骨中形成一開(kāi)口的輪廓，所述開(kāi)口具有較窄直徑部和較寬直徑部；以及用于穿刺所述硬腦膜的元件，所述元件布置成緊密配合(諸如干涉配合)在所述開(kāi)口的較窄直徑部中。所述元件可以是另一鉆孔元件或者具有大致光滑外表面的尖釘，不帶有鉆頭的凹槽。在一個(gè)實(shí)施例中，所述鉆孔系統(tǒng)包括用于穿刺硬腦膜的尖釘以及用于鉆入大腦中的另一鉆孔元件。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一個(gè)顱骨鉆系統(tǒng)，其包括引導(dǎo)元件以及用于穿刺硬腦膜的穿刺元件，所述引導(dǎo)元件將要定位在穿過(guò)頭骨形成的孔中，所述引導(dǎo)元件具有位于其中的通道或者槽道，用于接納所述穿刺元件，從而所述穿刺元件可以相對(duì)于所述引導(dǎo)元件運(yùn)動(dòng)以便穿刺所述硬腦膜。
[0035]以這種方式，所述引導(dǎo)元件穿過(guò)其與所述頭骨的界面提供了一種用于相對(duì)于形成在頭骨中的孔定位穿刺元件的手段，使得可以相對(duì)于所述頭骨中的孔在期望的位置穿刺硬腦膜。
[0036]所述引導(dǎo)元件可以包括用于穿過(guò)頭骨鉆出孔的鉆孔元件。因此，首先應(yīng)用鉆頭來(lái)穿過(guò)頭骨形成孔，然后應(yīng)用鉆頭作為引導(dǎo)件，用于引導(dǎo)用來(lái)穿刺硬腦膜的穿刺元件。
[0037]替換地，所述引導(dǎo)元件可以是與用來(lái)形成孔的鉆孔元件分離的元件。在這個(gè)實(shí)施例中，從孔中移除用來(lái)在頭骨中形成孔的鉆孔元件，分離的引導(dǎo)元件插入所述孔中并且通過(guò)它與所述孔的接合而定位。為了實(shí)現(xiàn)期望的位置，所述鉆孔元件可以包括在頭骨中形成開(kāi)口的輪廓，所述開(kāi)口具有較窄直徑部和較寬直徑部，并且所述引導(dǎo)元件可以包括與所述鉆孔元件的輪廓相對(duì)應(yīng)的輪廓。
[0038]所述穿刺元件可以從一回縮位置以及一伸出位置在所述通道或槽道中移動(dòng)，其中在所述回縮位置，所述穿刺元件沒(méi)有從引導(dǎo)元件的遠(yuǎn)端突出，在所述伸出位置，所述穿刺元件從所述引導(dǎo)元件的遠(yuǎn)端延伸?？梢栽趯⑺鲆龑?dǎo)元件定位在頭骨中期間將穿刺元件保持在引導(dǎo)元件中，或者在已經(jīng)將所述引導(dǎo)元件定位在頭骨中之后可以將穿刺元件插入通道或槽道中。例如，所述通道或者槽道可以延伸通過(guò)所述引導(dǎo)元件，使得所述穿刺元件可以被插入所述引導(dǎo)元件的近端部，并且可以移動(dòng)穿過(guò)所述通道或者槽道以便從所述引導(dǎo)元件的遠(yuǎn)立而關(guān)出。
[0039]所述穿刺元件可以是具有大致光滑外表面的尖釘。替換地，所述穿刺元件可以是鉆孔元件。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的顱骨鉆系統(tǒng)；
[0041]圖2A至2D示意性地顯示了應(yīng)用圖1所示的顱骨鉆系統(tǒng)的神經(jīng)外科方法；
[0042]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的顱骨鉆系統(tǒng)；
[0043]圖4A至4D示意性地顯示了應(yīng)用圖3所示的顱骨鉆系統(tǒng)的神經(jīng)外科方法；
[0044]圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的顱骨鉆系統(tǒng)；
[0045]圖6A至6D示意性地顯示了應(yīng)用圖5所示的顱骨鉆系統(tǒng)的神經(jīng)外科方法；
[0046]圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的顱骨鉆系統(tǒng)；
[0047]圖8A至8B示意性地顯示了應(yīng)用圖7所示的顱骨鉆系統(tǒng)的神經(jīng)外科方法；
[0048]圖9是附接至立體定向框架的根據(jù)本發(fā)明的顱骨鉆系統(tǒng)的示意性視圖；
[0049]圖10是植入到大腦中的儀器的橫截面視圖；
[0050]圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的顱骨鉆系統(tǒng)；
[0051]圖12A至12D示意性地顯示了應(yīng)用圖11所示的顱骨鉆系統(tǒng)的神經(jīng)外科方法；
[0052]圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顱骨鉆系統(tǒng)；以及
[0053]圖14A至14D示意性地顯示了應(yīng)用圖13所示的顱骨鉆系統(tǒng)的神經(jīng)外科方法。

【具體實(shí)施方式】
[0054]參照?qǐng)D1，顯示了顱骨鉆系統(tǒng)100，其包括用于鉆入大腦中的第一鉆孔元件102以及用于鉆入頭骨中的第二鉆孔元件104。
[0055]所述第二鉆孔元件104具有階梯狀輪廓，其帶有第一遠(yuǎn)端部106，所述第一遠(yuǎn)端部106具有比第二近端部108更窄的直徑。所述第二近端部108還具有比第一鉆孔元件102的直徑更大的直徑。所述第二鉆孔元件104的階梯狀輪廓與將要植入的可植入儀器(諸如待插入大腦中的端口以及導(dǎo)管)的輪廓相匹配。
[0056]鉆孔元件102和104沿著公共軸線對(duì)準(zhǔn)地連接至公共軸110，所述公共軸110具有支座，在該實(shí)施例中是螺釘螺紋111，用于將鉆孔系統(tǒng)100附接至外科手術(shù)鉆(圖9中的501)。通常，這通過(guò)將鉆孔系統(tǒng)100附接至桿505而實(shí)現(xiàn)，桿505由立體定向框架502支撐，來(lái)自外科手術(shù)鉆501的推進(jìn)力能夠通過(guò)所述立體定向框架502傳遞。然而，所述鉆孔系統(tǒng)100也可以附接至機(jī)器人端部操縱裝置，所述端部操縱裝置除了定位所述鉆孔系統(tǒng)之外，還可以提供用于鉆孔的旋轉(zhuǎn)。
[0057]在該實(shí)施例中，所述第一鉆孔元件102穿過(guò)第二鉆孔元件104和軸110延伸到通道(未顯示)中，并且通過(guò)無(wú)頭螺釘112固定在合適位置。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可以使用其它固定裝置來(lái)將所述第一鉆孔元件102固定在合適位置。從無(wú)頭螺釘112釋放所述第一鉆孔元件102，使得第一鉆孔元件102從第二鉆孔元件104的遠(yuǎn)端延伸的長(zhǎng)度能夠根據(jù)大腦中的預(yù)計(jì)目標(biāo)酌情改變。
[0058]第二鉆孔元件104與軸110之間的界面114提供了支承面，它在使用時(shí)能夠與頭骨的表面接合以便限制鉆孔系統(tǒng)插入到大腦中的深度。
[0059]所述第一鉆孔元件102是由不銹鋼制造的扭轉(zhuǎn)鉆，其具有位于尖端116處的大約60度的點(diǎn)角度。在該實(shí)施例中，顯示了單個(gè)凹槽118。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所述扭轉(zhuǎn)鉆可以包括多個(gè)凹槽，諸如兩個(gè)凹槽。
[0060]所述第二鉆孔元件104還包括一個(gè)或多個(gè)凹槽118，用于切入頭骨中。
[0061]在使用中，首先，在大腦中識(shí)別要被治療的目標(biāo)。這可以通過(guò)對(duì)大腦成像而實(shí)現(xiàn)(諸如利用CT掃描)，并且從圖像503識(shí)別大腦中要被治療的位置。從在鉆孔系統(tǒng)要插入其中的頭骨中所識(shí)別的位置，基于到目標(biāo)地點(diǎn)的測(cè)量距離，設(shè)定第一鉆孔元件102的長(zhǎng)度，其中鉆孔系統(tǒng)將插入所述頭骨中。現(xiàn)在參照?qǐng)D2A至2D，鉆孔系統(tǒng)100允許以連續(xù)的(一步式)過(guò)程穿過(guò)頭骨鉆出開(kāi)口并且鉆入大腦中。首先，利用第一鉆孔元件102在頭骨151中鉆出開(kāi)口 150，其中利用立體定向框架502或者機(jī)器人將所述第一鉆孔元件102按照需要定位。當(dāng)鉆孔系統(tǒng)逐漸地插入到病人的頭部中時(shí)，所述第一鉆孔元件102接觸硬腦膜152。首先，硬腦膜可以通過(guò)第一鉆孔元件102如圖2B所示稍微地偏轉(zhuǎn)，但是尖銳的60度尖端116不久刺穿硬腦膜。當(dāng)隨著第一鉆孔元件102進(jìn)入大腦155繼續(xù)插入鉆孔系統(tǒng)時(shí)，第二鉆孔元件104借助其與第一鉆孔元件102的連接被引導(dǎo)進(jìn)入與頭骨接觸，以便開(kāi)始鉆出開(kāi)口，所述開(kāi)口具有比通過(guò)第一鉆孔元件102在頭骨中鉆出的開(kāi)口更大的直徑。這在圖2C中顯示。繼續(xù)鉆孔，直到支承面114與頭骨的表面接合。這時(shí)，第一鉆孔元件102應(yīng)當(dāng)基于它的設(shè)定長(zhǎng)度以及來(lái)自圖像的測(cè)量已經(jīng)到達(dá)大腦155中的預(yù)計(jì)位置。
[0062]所述鉆孔系統(tǒng)100被移除，并且導(dǎo)管600 (如圖10所示)或者其它可植入儀器能夠被插入到大腦155中的開(kāi)口 154上，用于輸送諸如藥物或者電子刺激物等治療劑。所述儀器可以在其近端包括端口 601或者插頭，所述端口 601或者插頭具有與應(yīng)用第二鉆孔元件104形成的開(kāi)口 153對(duì)應(yīng)的輪廓。在將儀器插入到大腦中時(shí)，該端口或者插頭被插入開(kāi)口 153 中。
[0063]現(xiàn)在參照?qǐng)D3，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顱骨鉆系統(tǒng)200包括用于鉆入大腦中的第一鉆孔元件202以及用于鉆入頭骨中的第二鉆孔元件204。所述兩個(gè)鉆孔元件與參照?qǐng)D1描述的鉆孔元件類似，相似的但是處于200系列的附圖標(biāo)記被用來(lái)指代相應(yīng)的零件。
[0064]在該實(shí)施例中，所述第一鉆孔元件202可以從主體210的后部穿過(guò)通道220插入，并且被推動(dòng)穿過(guò)所述通道，以便尖端216從鉆孔元件204的遠(yuǎn)端突出。止擋件222被設(shè)置在第一鉆孔元件202的軸上以接觸主體210的近端，從而限制能夠從第二鉆孔元件204的遠(yuǎn)端突出的第一鉆孔元件202的長(zhǎng)度。能夠通過(guò)松動(dòng)無(wú)頭螺釘212并且沿著第一鉆孔元件202滑動(dòng)所述止擋件而調(diào)節(jié)止擋件222在第一鉆孔元件202上的位置。在主體210和第一鉆孔元件202的每一個(gè)上設(shè)置分離的支座211a和211b，用于將每一個(gè)連接至鉆孔機(jī)。
[0065]現(xiàn)在參照?qǐng)D4A至4D，在使用中，由圖像503識(shí)別目標(biāo)，止擋件222移動(dòng)到第一鉆孔元件202上的合適位置，從而當(dāng)?shù)谝汇@孔元件202完全插入到主體210中時(shí)，它突出期望的距離到大腦155中。然后利用第二鉆孔元件在頭骨151中鉆出開(kāi)口 153 (圖4A和4B)。所述第一鉆孔元件102與鉆孔機(jī)連接并且被插入到通道220中以便從第二鉆孔元件204突出，第二鉆孔元件204保持與頭骨151的附接。所述第一鉆孔元件202被用來(lái)穿刺硬腦膜152并且鉆入到大腦155中(圖4C和4D)，它的位置由通道220引導(dǎo)穿過(guò)第二鉆孔元件204。鉆孔一直繼續(xù)，直到止擋件222與主體210的近端接合。
[0066]一旦已經(jīng)在大腦155中形成開(kāi)口 154，則將諸如導(dǎo)管600等儀器植入到開(kāi)口 154中。
[0067]在圖5所示實(shí)施例中，鉆孔系統(tǒng)300包括用于鉆入到大腦中的第一鉆孔元件302以及用于鉆入到頭骨中的第二鉆孔元件304。所述兩個(gè)鉆孔元件302、304與參照?qǐng)D1和3描述的鉆孔元件類似，并且使用相似的但是300系列的附圖標(biāo)記來(lái)指代相應(yīng)的零件。然而，與之前的實(shí)施例不同，所述鉆孔系統(tǒng)包括兩個(gè)儀器，所述兩個(gè)儀器將沒(méi)有物理連接/接合地使用。
[0068]所述第一鉆孔元件302包括一遠(yuǎn)端，所述遠(yuǎn)端具有用于在大腦155中鉆出開(kāi)口的一個(gè)或多個(gè)凹槽318，并且在近端具有標(biāo)尺322，用于測(cè)量鉆孔元件302已經(jīng)插入大腦中的深度。
[0069]所述第二鉆孔元件304包括位于其遠(yuǎn)端的先導(dǎo)鉆324，該先導(dǎo)鉆324的直徑與所述第一鉆孔元件302的直徑大致相同。
[0070]在使用中，所述第二鉆孔元件首先被用來(lái)在頭骨151中鉆出開(kāi)口 153。該開(kāi)口 153包括先導(dǎo)孔153a，用于引導(dǎo)隨后插入第一鉆孔元件302。一旦已經(jīng)鉆出開(kāi)口 153，則移除第二鉆孔元件，并且將第一鉆孔元件302插入開(kāi)口 153中。第一鉆孔元件302與開(kāi)口 153a的側(cè)壁接觸，將第一鉆孔元件302引導(dǎo)至期望的位置，用于穿刺硬腦膜152以及進(jìn)入大腦155中。外科醫(yī)生能夠從第一鉆孔元件302上的測(cè)量標(biāo)尺322識(shí)別是否已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)。
[0071]圖7所顯示的另一實(shí)施例顯示了顱骨鉆系統(tǒng)400，它包括用于鉆入大腦中的第一鉆孔元件402以及用于鉆入頭骨中的第二鉆孔元件404。所述兩個(gè)鉆孔元件402、404與參照?qǐng)D1、3、和5描述的鉆孔元件類似，相似的但是處于400系列的附圖標(biāo)記被用來(lái)指代相應(yīng)的零件。與圖5所顯示的實(shí)施例類似，鉆孔系統(tǒng)包括兩個(gè)儀器，它們將沒(méi)有物理連接/接合地使用。
[0072]所述第一鉆孔元件402包括遠(yuǎn)端，其具有用于在大腦155中鉆出開(kāi)口的一個(gè)或多個(gè)凹槽418，并且在近端具有標(biāo)尺422，用于測(cè)量鉆孔元件402已經(jīng)插入到大腦中的深度。
[0073]所述第二鉆孔元件404包括位于其遠(yuǎn)端的弓I導(dǎo)件426，該引導(dǎo)件426的直徑與所述第一鉆孔元件402的直徑大致相同。
[0074]在使用中，所述第一鉆孔元件402首先被用來(lái)在頭骨151中鉆出開(kāi)口，以穿刺硬腦膜152并且在大腦中鉆出開(kāi)口 154。外科醫(yī)生能夠由第一鉆孔元件402上的測(cè)量標(biāo)尺422識(shí)別是否已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)。然后移除第一鉆孔元件402并且將第二鉆孔元件404的引導(dǎo)件426插入頭骨的開(kāi)口中，以便相對(duì)于開(kāi)口 154定位所述第二鉆孔元件404。然后使用所述第二鉆孔元件404來(lái)鉆出異形開(kāi)口 153，通過(guò)引導(dǎo)件426與之前利用第一引導(dǎo)元件402形成的開(kāi)口的側(cè)壁的接觸，來(lái)引導(dǎo)鉆孔元件404的插入。
[0075]圖9顯示了典型的設(shè)置，神經(jīng)學(xué)設(shè)備包括用來(lái)將顱骨鉆系統(tǒng)500定位在病人的頭骨504上的立體定向框架502。鉆孔元件501被顯示與鉆孔系統(tǒng)500連接。所述鉆孔系統(tǒng)500可以是以上參照?qǐng)D1至8描述的系統(tǒng)的任一個(gè)。
[0076]圖10顯示了可植入儀器，在該例子中是導(dǎo)管600，導(dǎo)管600穿過(guò)引導(dǎo)管602插入利用顱骨鉆系統(tǒng)形成的開(kāi)口中。所述導(dǎo)管600然后能被用來(lái)將藥物輸送到目標(biāo)區(qū)域604。通過(guò)第二鉆孔元件在頭骨中形成的階梯狀輪廓接納端口 601，所述端口 601具有相應(yīng)的輪廓。
[0077]圖11以及圖12A-12D顯示了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例與圖3所示實(shí)施例類似，相似的但是處于1000系列的附圖標(biāo)記被用于相應(yīng)的特征。該實(shí)施例與圖3所示實(shí)施例不同之處在于:已經(jīng)用尖釘1202替換了第一鉆孔元件202，用于穿刺硬腦膜1152。尖釘1202包括不帶有鉆孔元件凹槽的光滑軸1218以及尖端1216。在使用中，利用鉆孔元件1204在頭骨中鉆出孔，然后將通道1220用作引導(dǎo)件，以便將尖釘1202引導(dǎo)到硬腦膜1152上方的期望位置。尖釘1202然后被進(jìn)一步插入以便穿刺硬腦膜，如圖12D所示。尖釘1202可以在它進(jìn)入大腦1155中之前被移除，應(yīng)用其它儀器實(shí)現(xiàn)大腦的穿刺。
[0078]圖13顯示了與圖5類似的布置，但是用尖釘1302替代第一鉆孔元件302，用于穿刺硬腦膜。尖釘1302布置成緊密配合在利用先導(dǎo)鉆1324鉆出的先導(dǎo)孔中。這種布置可能不具有由于鉆入大腦中所得出的一些優(yōu)點(diǎn)，但是可以得益于利用尖釘穿刺硬腦膜，所述尖釘通過(guò)在頭骨中形成的先導(dǎo)孔而被引導(dǎo)。
[0079]而且，在圖11和13所顯示實(shí)施例的任一個(gè)中，可以除第一鉆孔元件之外還布置有用于穿刺硬腦膜的尖釘。借助這個(gè)系統(tǒng)，尖釘可以緊密配合在先導(dǎo)孔中并且插入到先導(dǎo)孔中以穿刺硬腦膜。然后移除所述尖釘，并且將第一鉆孔元件插入先導(dǎo)孔中以便鉆入大腦中。
[0080]作為對(duì)于圖11所示實(shí)施例的改進(jìn)，可以提供用于引導(dǎo)尖釘?shù)膯为?dú)的引導(dǎo)元件。在這種實(shí)施例中，提供鉆孔元件，用于在頭骨中鉆出特定的輪廓。所示單獨(dú)的引導(dǎo)元件包括一部分，該部分具有與利用鉆孔元件形成的孔的輪廓對(duì)應(yīng)的輪廓，從而它能夠通過(guò)與孔的接合精確地定位在孔中。然后穿過(guò)引導(dǎo)元件插入所述尖釘以便穿刺硬腦膜。
[0081]應(yīng)當(dāng)理解，能夠?qū)λ枋龅膶?shí)施例進(jìn)行各種改變和變化，而不會(huì)脫離在此限定的本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種顱骨鉆系統(tǒng)，包括用于鉆入頭骨中的外科鉆孔元件以及用于穿透硬腦膜的元件，所述外科鉆孔元件包括在所述頭骨中形成開(kāi)口的輪廓，所述開(kāi)口具有較窄直徑部和較寬直徑部，所述元件布置成緊密配合在所述開(kāi)口的所述較窄直徑部中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述元件是具有大致光滑外表面的尖釘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述元件是另一鉆孔元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顱骨鉆系統(tǒng)，包括用于刺穿所述硬腦膜的尖釘以及用于鉆入大腦中的另一鉆孔元件。
5.一種顱骨鉆系統(tǒng)，包括將要定位在穿過(guò)頭骨形成的孔中的引導(dǎo)元件以及用于穿刺硬腦膜的穿刺元件，所述引導(dǎo)元件具有位于其中的通道或者槽道，用于接納所述穿刺元件，使得所述穿刺元件能夠相對(duì)于所述引導(dǎo)元件移動(dòng)以便刺穿所述硬腦膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述引導(dǎo)元件包括一鉆孔元件，用于穿過(guò)所述頭骨鉆出所述孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述引導(dǎo)元件是與用來(lái)形成所述孔的鉆孔元件分離的元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述鉆孔元件包括在所述頭骨中形成開(kāi)口的輪廓，所述開(kāi)口具有較窄直徑部和較寬直徑部，并且所述引導(dǎo)元件包括與所述鉆孔元件的輪廓相對(duì)應(yīng)的輪廓。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任意一項(xiàng)所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述弓I導(dǎo)元件和所述穿刺元件布置成一起協(xié)作，以便限定應(yīng)用所述穿刺元件形成的硬腦膜中的開(kāi)口與由所述引導(dǎo)元件接合的所述頭骨中的孔的相對(duì)位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任意一項(xiàng)所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述穿刺元件能夠在所述通道或槽道中從一回縮位置以及一伸出位置移動(dòng)，其中在所述回縮位置，所述穿刺元件沒(méi)有從所述引導(dǎo)元件的遠(yuǎn)端突出，在所述伸出位置，所述穿刺元件從所述引導(dǎo)元件的遠(yuǎn)端伸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述通道或者槽道延伸穿過(guò)所述引導(dǎo)元件，使得所述穿刺元件能夠插入所述引導(dǎo)元件的近端部并且移動(dòng)通過(guò)所述通道或者槽道以便從所述引導(dǎo)元件的遠(yuǎn)端突出。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至10中任意一項(xiàng)所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述穿刺元件是具有大致光滑外表面的尖釘，或者所述穿刺元件是鉆孔元件。
13.一種顱骨鉆系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)用于鉆入大腦中的外科鉆孔元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顱骨鉆系統(tǒng)，包括第一鉆孔元件和第二鉆孔元件，它們布置成一起協(xié)作，以便限定應(yīng)用所述第一鉆孔元件和第二鉆孔元件形成的開(kāi)口的相對(duì)位置，其中所述開(kāi)口可以包括顱骨中的開(kāi)口以及大腦中的開(kāi)口。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的顱骨鉆系統(tǒng)，包括用于鉆入大腦中的第一鉆孔元件以及用于鉆入頭骨中的第二鉆孔元件，所述第二鉆孔元件具有至少一部分，該部分的直徑大于所述第一鉆孔元件的直徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的系統(tǒng)，其中，所述第一鉆孔元件和所述第二鉆孔元件被連接或者能連接，從而利用所述第一鉆孔元件和第二鉆孔元件的其中一個(gè)的鉆孔是通過(guò)它與所述第二鉆孔元件和第一鉆孔元件的另一個(gè)的連接而被引導(dǎo)的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述第一鉆孔元件從所述第二鉆孔元件的遠(yuǎn)端延伸，使得所述第一鉆孔元件必須在所述第二鉆孔元件能鉆入所述頭骨之前鉆入所述頭骨中，并且，任選地， 所述第一鉆孔元件和所述第二鉆孔元件相連接，使得所述第一鉆孔元件從所述第二鉆孔元件的遠(yuǎn)端延伸的長(zhǎng)度能改變。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述第一鉆孔元件被連接或者能連接至所述第二鉆孔元件，使得利用所述第一鉆孔元件鉆入到大腦中是通過(guò)它與所述第二鉆孔元件的連接而被引導(dǎo)的，并且，任選地， 所述第二鉆孔元件具有穿過(guò)其中的通道，用于接納所述第一鉆孔元件，所述第一鉆孔元件能在所述通道中從一縮回位置以及一伸出位置移動(dòng)，其中在所述縮回位置，所述第一鉆孔元件沒(méi)有從所述第二鉆孔元件的遠(yuǎn)端突出，在所述伸出位置，所述第一鉆孔元件從所述第二鉆孔元件的遠(yuǎn)端伸出。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，用于鉆入所述頭骨中的所述第二鉆孔元件包括一輪廓，所述輪廓在所述頭骨中形成一開(kāi)口，所述開(kāi)口具有較窄直徑部和較寬直徑部。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述第一鉆孔元件布置成緊密配合在所述開(kāi)口的所述較窄直徑部中。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述第二鉆孔元件包括用于在所述頭骨中形成一開(kāi)口的輪廓，并且在所述較窄直徑部與所述較寬直徑部之間具有一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)階梯狀過(guò)渡部。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述第二鉆孔元件包括一引導(dǎo)件，在利用所述第二元件鉆孔期間，所述引導(dǎo)件能夠延伸進(jìn)入利用所述第一鉆孔元件形成的開(kāi)口中并且緊密配合在其中。
23.根據(jù)權(quán)利要求13至22中任意一項(xiàng)所述的顱骨鉆系統(tǒng)，包括用于將所述鉆孔元件連接至一坐標(biāo)定位裝置的支座，所述坐標(biāo)定位裝置用于相對(duì)于所述頭骨定位所述鉆孔元件。
24.根據(jù)權(quán)利要求13至23中任意一項(xiàng)所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)外科鉆孔元件的每一個(gè)具有大于10毫米的長(zhǎng)度。
25.根據(jù)權(quán)利要求13至24中任意一項(xiàng)所述的顱骨鉆系統(tǒng)，其中，所述或每個(gè)外科鉆孔元件的尖端的點(diǎn)角度小于100度，小于90度，小于80度，小于70度，以及優(yōu)選地大約是60度。
26.一種套件，包括根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的顱骨鉆系統(tǒng)以及用于定位在應(yīng)用所述顱骨鉆系統(tǒng)形成的頭骨的開(kāi)口中的可植入儀器，所述顱骨鉆系統(tǒng)布置成形成一開(kāi)口，所述開(kāi)口具有與所述可植入儀器的輪廓相對(duì)應(yīng)的輪廓。
27.—種神經(jīng)外科儀器，包括用于相對(duì)于所述頭骨定位外科儀器的坐標(biāo)定位設(shè)備以及根據(jù)權(quán)利要求1至26中任意一項(xiàng)所述的顱骨鉆系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】A61B17/17GK104411258SQ201380035765
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月1日
【發(fā)明者】史蒂文·斯特里特菲爾德·吉爾, 卡特里奧納·芬內(nèi)利 申請(qǐng)人:瑞尼斯豪公司