專利名稱：用于整形手術(shù)應(yīng)用的超聲波系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般地涉及脊柱手術(shù)領(lǐng)域中的設(shè)備和操作，特別是涉及與整形手術(shù)應(yīng)用相關(guān)的用于定位椎弓根螺釘和/或估計椎弓根螺釘?shù)亩ㄎ坏膬x器、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
用于脊柱固定的外科技術(shù)根據(jù)使用的外科設(shè)備的類型而廣泛地變化，但是現(xiàn)代的外科實踐相當(dāng)大地依賴于由普通椎弓根螺釘提供的強度和穩(wěn)定性。然而，在椎弓根螺釘放置期間必須要注意的是，保護神經(jīng)不受損害。例如，在椎弓根的骨組織中形成釘?shù)乐蟮谶M行椎弓根螺釘植入之前，外科醫(yī)生典型地將乘此機會檢查釘?shù)赖妮S向延伸的側(cè)壁從而查找缺陷。隨著對于解剖結(jié)構(gòu)僅提供了有限視野的微創(chuàng)手術(shù)操作的使用的出現(xiàn)和增加，錯誤放置椎弓根螺釘?shù)娘L(fēng)險增大。如果外科醫(yī)生查出了鄰近脊柱的皮質(zhì)骨中的任一顯著尺寸的破裂，他或她將很大可能選擇重新定向螺釘從而避免如疼痛、麻痹和出血的并發(fā)癥的危險。外科醫(yī)生常規(guī)使用的一種用于查找所述皮質(zhì)破裂的方法是借助普通的觸覺觸角探頭的組織觸診法。雖然所有的外科醫(yī)生都意識到這種方法具有其局限性，包括關(guān)于在相對小的破裂情形下的靈敏度，以及關(guān)于假陽性，在觸覺觸角探頭的使用中大多數(shù)人會變得不舒服。在技術(shù)和工具能夠發(fā)展到便于在微創(chuàng)脊柱手術(shù)操作的背景下持續(xù)有效地使用觸覺診斷技術(shù)的意義上來說，在目前的醫(yī)生之中很可能還存在較大的相關(guān)市場。超聲波技術(shù)在手術(shù)應(yīng)用中的使用的目前發(fā)展已經(jīng)顯示為是很有前途的。電子設(shè)備越來越微型化使得能夠定位超聲波傳感器到越來越小的有益效果，但至少到目前為止，較難到達解剖部位。然而，盡管到目前為止仍在努力，但依然存在對用于在椎弓根螺釘植入之前定位釘?shù)拦墙M織缺陷的方便、衛(wèi)生、低成本且有效的設(shè)備和相關(guān)技術(shù)的需求。特別是當(dāng)結(jié)合本文隨附的附圖閱讀時通過下面的詳細描述將會顯而易見的是，這些和其它的需求通過此處公開的器械、系統(tǒng)和方法得到了滿足。

發(fā)明內(nèi)容
本公開提供一種用于獲得和/或確定解剖信息的有利的儀器、系統(tǒng)和方法，例如在椎弓根螺釘植入之前定位釘?shù)拦墙M織缺陷。在示例性實施例中，提供了一種醫(yī)療診斷儀器，包括(i)近側(cè)手柄，其被配置和定尺寸為允許操作員用手抓握所述儀器；(ii)超聲波探頭，其包括縱軸和超聲波傳感器，所述縱軸自所述手柄向遠側(cè)延伸并終止于遠端；超聲波傳感器相對于縱軸鄰近所述縱軸的遠端安裝，超聲波傳感器包括超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列；以及(iii)觸覺觸角探頭(tactile feeler probe)，其相對于所述超聲波探頭安裝，所述觸覺觸角探頭包括縱軸和觸角探頭末端(例如球形末端)，所述觸覺觸角探頭的縱軸相對于所述超聲波探頭的縱軸安裝并且向遠側(cè)延伸得超出超聲波探頭的縱軸的遠端，所述觸角探頭末端被限定在觸覺觸角探頭的縱軸的遠端。所述超聲波傳感器和所述遠端通常被協(xié)同地配置、定向和定尺寸為允許操作員將超聲波傳感器和所述遠端插入期望的解剖部位中，從而允許操作員于此獲得用于由操作員視覺檢查的解剖部位的相應(yīng)的二維圖像，以達到檢測超聲波可檢測的解剖特性的目的。超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列可以是側(cè)面發(fā)射式的，并且可以以線性陣列和相控陣列來定向。 此外，所述觸覺觸角探頭的縱軸和所述觸角探頭末端通常被協(xié)同地配置和定尺寸為允許操作員將所述觸覺觸角探頭的縱軸和觸角探頭末端插入期望的解剖部位中，從而允許操作員于此執(zhí)行對選擇的解剖部位的觸覺檢查。本公開的醫(yī)療診斷儀器可以有利地與形成在人類患者的脊柱中的椎弓根螺釘釘?shù)澜Y(jié)合使用。此外，所述超聲波傳感器的超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列可以沿所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的選擇部軸向延伸，并且面向所述選擇部定位。所述觸覺探頭末端可以面向所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的選擇部定位。所述醫(yī)療診斷儀器還可以包括至少一個通道，所述通道被配置和定尺寸為容納基爾希納氏鋼絲(K-Wire)以允許所述儀器滑動地安裝在基爾希納氏鋼絲上，從而達到相對于期望的解剖部位軸向地引導(dǎo)超聲波探頭和觸覺觸角探頭的目的。于是，所述通道可以形成在手柄中并且延伸通過所述手柄，和/或形成在手柄的延伸部中并且延伸越過所述手柄。所述手柄和超聲波探頭的縱軸可以是整體式構(gòu)造，或者所述超聲波探頭可以相對于所述手柄安裝為使得所述超聲波探頭的縱軸由手柄的殼體懸臂式支承。此外，所述觸覺觸角探頭可以相對于所述超聲波探頭安裝為使得所述觸覺觸角探頭的縱軸由超聲波探頭的縱軸懸臂式支承。本公開的醫(yī)療診斷儀器典型地適用于與電纜組件協(xié)作，所述電纜組件用于根據(jù)所述儀器的使用的超聲波成像模式向超聲波傳感器傳送電信號和由超聲波傳感器傳送電信號。所述電纜組件通常包括近端和載流導(dǎo)線，所述近端包括用于將所述儀器連接到相應(yīng)的超聲波控制臺的電連接器，所述載流導(dǎo)線自電連接器至少部分地經(jīng)由相應(yīng)的內(nèi)管道向遠側(cè)延伸到超聲波傳感器，所述內(nèi)管道形成在超聲波探頭的縱軸中并且沿著超聲波探頭的縱軸縱向地延伸。所述載流導(dǎo)線通常還通過所述手柄的近端并且通過相應(yīng)的形成在手柄的縱軸中且沿著手柄的縱軸縱向地延伸的內(nèi)管道延伸到超聲波傳感器。所述超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列通常限定了沿著超聲波探頭的縱軸的在約8mm 至約12mm之間的軸向長度。此外，所述觸覺觸角探頭典型地向遠側(cè)延伸得超出超聲波探頭的縱軸的遠端，使得所述觸覺觸角探頭的所述縱軸和觸角探頭末端共同限定了觸覺觸角探頭的超出側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列的在約8mm至約12mm之間的軸向長度。本公開還有利地提供了一種用于與骨組織結(jié)合使用的醫(yī)療診斷系統(tǒng)，其包括醫(yī)療診斷儀器，所述儀器包括(i)手柄，其鄰近儀器的操作員布置，所述手柄被配置和定尺寸為允許操作員用手握住所述儀器并且相對于人類患者的脊柱來操縱所述儀器；(ii)超聲波探頭，其包括縱軸和超聲波傳感器，所述縱軸自手柄向遠側(cè)延伸并且終止于遠端，所述超聲波傳感器在縱軸上鄰近所述縱軸的遠端安裝，所述超聲波傳感器包括沿著所述縱軸延伸的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列，其中，所述超聲波傳感器和所述遠端被協(xié)同地配置、定向和定尺寸為允許操作員將超聲波傳感器和遠端插入期望的解剖部位(例如，形成在人類患者的脊柱中的椎弓根螺釘釘?shù)?中，以使得超聲波傳感器的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列沿所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的選擇部軸向延伸并且面向所述選擇部定位；(iii)觸覺觸角探頭，其相對于超聲波探頭安裝，所述觸覺觸角探頭包括縱軸和觸角探頭末端，所述觸覺觸角探頭的縱軸相對于超聲波探頭的縱軸安裝并且自超聲波探頭的縱軸向遠側(cè)延伸得超出超聲波探頭的遠端，所述觸角探頭末端被限定在觸覺觸角探頭的縱軸的遠端，所述觸覺觸角探頭的所述觸角探頭末端和縱軸被協(xié)同地配置和定尺寸為允許操作員將所述觸覺觸角探頭的縱軸和觸角探頭末端插入期望的解剖部位(例如，椎弓根螺釘釘?shù)?中，以使得觸角探頭末端面向所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的選擇部定位，并且允許操作員于此執(zhí)行對期望的解剖部位的觸覺檢查；以及(iv)第一電纜組件， 其用于根據(jù)所述儀器的使用的超聲波成像模式向超聲波傳感器傳送電信號和由超聲波傳感器傳送電信號，所述電纜組件包括近端和載流導(dǎo)線，所述近端包括用于將所述儀器連接到相應(yīng)的超聲波控制臺的第一電連接器，所述載流導(dǎo)線自電連接器通過超聲波探頭的縱軸向遠側(cè)延伸到超聲波傳感器。本公開的系統(tǒng)還可以包括超聲波控制臺和/或適用于用超聲波控制臺操作，所述超聲波控制臺包括用于控制醫(yī)療診斷儀器的處理器、用于顯示由操作員從醫(yī)療診斷儀器獲得的二維超聲波圖像的顯示器，以及用于容納相應(yīng)的電纜連接器的端口 ；以及第二電纜組件，其用于向超聲波控制臺傳送電信號和由超聲波控制臺傳送電信號， 所述第二電纜組件包括聯(lián)接到與超聲波控制臺相關(guān)聯(lián)的端口的第二電連接器、聯(lián)接到第一電連接器的第三電連接器，以及載流導(dǎo)線，所述載流導(dǎo)線在第二電連接器和第三電連接器之間延伸。更進一步地，本公開提供了一種探測期望的解剖部位(例如，探測形成在人類患者的脊柱中的椎弓根螺釘釘?shù)酪杂糜跈z測位于椎弓根螺釘釘?shù)赖妮S向延伸的側(cè)壁中的皮質(zhì)破裂)的有利的方法，所述方法包括提供一種醫(yī)療診斷儀器，所述儀器包括(i)手柄；(ii)超聲波探頭，其包括縱軸和超聲波傳感器，所述縱軸自所述手柄向遠側(cè)延伸并終止于遠端，所述超聲波傳感器在所述縱軸上鄰近所述縱軸的遠端安裝，所述超聲波傳感器包括沿著所述縱軸延伸的超聲波能量產(chǎn)生元件(例如，側(cè)面發(fā)射式)的陣列；以及(iii)觸覺觸角探頭，其相對于所述超聲波探頭安裝，所述觸覺觸角探頭包括縱軸和觸角探頭末端，所述觸覺觸角探頭的縱軸相對于所述超聲波探頭的縱軸安裝并且自超聲波探頭的縱軸向遠側(cè)延伸得超出超聲波探頭的縱軸的遠端，所述觸角探頭末端被限定在所述觸覺觸角探頭的縱軸的遠端；利用手柄用手握住醫(yī)療診斷儀器并相對于期望的解剖部位(例如，人類患者的脊柱)操縱所述醫(yī)療診斷儀器包括將所述超聲波探頭的縱軸的遠端和超聲波傳感器以及所述觸覺觸角探頭的縱軸和觸角探頭末端插入期望的解剖部位中；使所述超聲波傳感器的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列相對于期望的解剖部位定位；使用所述超聲波傳感器的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列來獲得期望的解剖部位的二維圖像；使所述觸覺觸角探頭的觸角探頭末端相對于期望的解剖部位定位；使用所述觸覺觸角探頭的觸角探頭末端來執(zhí)行對期望的解剖部位的觸覺檢查；以及執(zhí)行上述兩個定位步驟和兩個使用步驟，而不用從所述期望的解剖部位移除所述觸覺觸角探頭的縱軸的遠端或超聲波傳感器或觸覺觸角探頭的縱軸的觸角探頭末端中的任何一個。特別是當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時通過下面的詳細描述，本公開的額外的特征、功能和益處將會是顯而易見的。


可以結(jié)合附圖使得具有本主題公開所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)的技術(shù)員更容易理解如何構(gòu)造和使用本主題公開的系統(tǒng)、裝置和方法，在附圖中圖1是根據(jù)本公開的醫(yī)療診斷系統(tǒng)的側(cè)視示意圖，所述系統(tǒng)包括醫(yī)療診斷儀器、 超聲波控制臺和用于在它們之間建立通信的關(guān)聯(lián)的電纜組件；圖2至圖7是根據(jù)本公開的示例性醫(yī)療診斷儀器的側(cè)視圖；圖7A是根據(jù)本公開的可選的示例性醫(yī)療診斷儀器的部分側(cè)視圖；圖8和圖9分別是根據(jù)本公開的醫(yī)療診斷儀器的又一實施例的側(cè)視圖和特寫細節(jié)側(cè)視圖；圖10和圖11分別是根據(jù)本公開的醫(yī)療診斷儀器的又一示例性實施例的側(cè)視圖和細節(jié)側(cè)視圖；圖12、圖13和圖14分別是根據(jù)本公開的醫(yī)療診斷儀器的另一示例性實施例的俯視平面圖、側(cè)視圖和仰視平面圖；圖15是在微創(chuàng)脊柱手術(shù)期間根據(jù)本公開的與基爾希納氏鋼絲結(jié)合使用的醫(yī)療診斷儀器的示例性實施例的側(cè)視圖；圖15A是和圖15中的在微創(chuàng)脊柱手術(shù)期間根據(jù)本公開的與基爾希納氏鋼絲(其可以通過可選的通道而被引入)結(jié)合使用的醫(yī)療診斷儀器相類似的醫(yī)療診斷儀器的示例性實施例的側(cè)視圖；圖16是在微創(chuàng)脊柱手術(shù)期間根據(jù)本公開的與基爾希納氏鋼絲結(jié)合使用的醫(yī)療診斷儀器的另一示例性實施例的側(cè)視圖；圖17、圖18和圖19圖示了各種已知的脊柱植入物的應(yīng)用；圖20至圖25圖示了對于不同脊柱高度使用的各種已知的螺釘放置技術(shù)；圖沈至圖洲(L2/3滑移)、圖四至圖31 (L2爆裂性骨折)、圖32至圖34 (Li爆裂性骨折)、圖35至圖37(骨轉(zhuǎn)移疾病)以及圖38至圖39 (微創(chuàng)手術(shù))圖示了為了患有各種脊柱疾病、變性狀況和/疾病的患者的利益可以使用本公開的系統(tǒng)、裝置和方法的各種儀器化脊柱手術(shù)的實例；圖40和圖41圖示了用于脊柱椎弓根的皮質(zhì)骨組織中的破裂的術(shù)中定位的現(xiàn)有技術(shù)；圖42至圖50顯示了根據(jù)本公開的實施例的與利用超聲波探頭對動物椎骨體進行的測試相關(guān)聯(lián)的信息；以及圖51至圖55顯示了與根據(jù)本公開的實施例的對人類尸體進行的測試相關(guān)聯(lián)的信息；
圖56至圖57是在椎弓根螺釘植入之前根據(jù)本公開的醫(yī)療診斷儀器在活體內(nèi)用于定位潛在的釘?shù)拦墙M織缺陷的連續(xù)視圖；以及圖58和圖59是根據(jù)本公開的實施例的視圖，其中，變型的Jamshidi型針與超聲波探頭結(jié)合使用。
具體實施例方式根據(jù)本公開的實施例，提供了在各種各樣的脊柱手術(shù)的應(yīng)用中使用的有利的醫(yī)療診斷儀器、系統(tǒng)和方法。本公開提供了將觸覺檢查技術(shù)的舒適性和親密性與日益有效的超聲波成像技術(shù)結(jié)合的改良的設(shè)備和有利的方法來輔助外科醫(yī)生，例如，在椎弓根螺釘植入之前快速且方便地檢查釘?shù)酪詸z測骨組織缺陷?，F(xiàn)在結(jié)合圖1，示出了根據(jù)本公開的實施例的醫(yī)學(xué)診斷系統(tǒng)101。系統(tǒng)101包括醫(yī)療診斷儀器103，所述儀器可以包括第一電纜組件105。系統(tǒng)103還包括超聲波控制臺107 和第二電纜組件109。儀器103包括手柄111。手柄111是用后可棄的且鄰近儀器103的操作員(未示出)并且所述手柄被配置和定尺寸為允許操作員(未示出)用手握住儀器103，并且相對于人類患者的脊柱(未示出)來操縱儀器103。儀器103還包括超聲波探頭113。超聲波探頭113包括縱軸115，所述縱軸自手柄 111向遠側(cè)延伸并且終止于遠端117。超聲波探頭113還包括超聲波傳感器119，所述超聲波傳感器在縱軸115上鄰近縱軸115的遠端117安裝。超聲波傳感器119包括沿著縱軸 115延伸的側(cè)面發(fā)射(side-firing)式超聲波能量產(chǎn)生元件(未單獨示出)的陣列。超聲波傳感器119和遠端117被協(xié)同地配置、定向和定尺寸為允許操作員(未示出)將超聲波傳感器119和遠端117插入形成在人類患者的脊柱(未示出)中的椎弓根螺釘釘?shù)?未示出)中，以使得超聲波傳感器119的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列沿椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁(未示出)的選擇部軸向延伸并且面向所述選擇部定位，并且允許操作員于此獲得用于由操作員視覺檢查的側(cè)壁的選擇部的相應(yīng)的二維圖像(未示出)， 以達到檢測超聲波可檢測的位于所述選擇部中的皮質(zhì)破裂(未示出)的目的。儀器103還包括觸覺觸角探頭121，所述觸覺觸角探頭相對于超聲波探頭113安裝，觸覺觸角探頭121包括縱軸123和觸角探頭末端125，縱軸123相對于超聲波探頭113 的縱軸115安裝并且自縱軸115向遠側(cè)延伸得超出其遠端117，觸角探頭末端125被限定在觸覺觸角探頭121的縱軸123的遠端127，觸覺觸角探頭121的觸角探頭末端125和縱軸123被協(xié)同地配置和定尺寸為允許操作員(未示出)將觸覺觸角探頭121的觸角探頭末端125和縱軸123插入椎弓根螺釘釘?shù)?未示出)中，以使得觸角探頭末端125面向椎弓根螺釘釘?shù)?未示出)的側(cè)壁的選擇部定位，并且允許操作員于此執(zhí)行對椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的選擇部的觸覺檢查，以達到檢測人工可檢測的位于所述選擇部中的皮質(zhì)破裂(未示出)的目的。如上所述，儀器103可以還包括第一電纜組件105。第一電纜組件105可以被配置和設(shè)置為根據(jù)儀器103的使用的超聲波成像模式向超聲波傳感器119傳送電信號和由超聲波傳感器119傳送電信號。第一電纜組件105可以包括近端1 和載流導(dǎo)線(未單獨示出)，近端1 包括用于將儀器103連接到相應(yīng)的超聲波控制臺107的第一電連接器131，載流導(dǎo)線自電連接器131通過超聲波探頭113的縱軸123向遠側(cè)延伸到超聲波傳感器119。超聲波控制臺107包括用于控制儀器103的處理器133、用于顯示由其操作員從儀器103獲得的二維超聲波圖像的顯示器135，以及用于容納相應(yīng)的電纜連接器的端口 137。如上所述，系統(tǒng)101包括第二電纜組件109，第二電纜組件109用于向超聲波控制臺107傳送電信號和由超聲波控制臺107傳送電信號。第二電纜組件109包括聯(lián)接到與超聲波控制臺107相關(guān)聯(lián)的端口 137的第二電連接器139、聯(lián)接到第一電連接器131的第三電連接器141，以及載流導(dǎo)線(未單獨示出)，所述載流導(dǎo)線在第二電連接器139和第三電連接器141之間延伸。在第二電纜組件109的第三電連接器141與第一電纜組件的第一電連接器131之間的連接可以是在醫(yī)療診斷系統(tǒng)101的包括醫(yī)療診斷儀器103的用后可棄部143與醫(yī)療診斷系統(tǒng)101的包括超聲波控制臺107和第二電纜組件109的非用后可棄部145之間的臍帶式連接。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1和圖2，觸覺觸角探頭121的縱軸123可以限定縱軸線201，觸覺觸角探頭121的縱軸123沿著縱軸線201自超聲波探頭113的縱軸115向遠側(cè)延伸；縱軸線 203，觸覺觸角探頭121的縱軸123沿著縱軸線203向遠側(cè)延伸到觸角探頭末端125 ；以及彎曲部205，其形成在縱軸線201與縱軸線203之間，使得縱軸線201和縱軸線203共同限定了第一平面(在圖2中，由圖2所在的平面表示)。超聲波探頭113的縱軸115可以限定縱軸線207，超聲波探頭113的縱軸115沿著縱軸線207自手柄111向遠側(cè)延伸。超聲波探頭113的成陣列的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件(未單獨示出)可以限定縱軸線209，側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列沿著縱軸線209延伸。如圖2所示在附圖標(biāo)記211處，與超聲波探頭113的成陣列的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件相關(guān)聯(lián)的縱軸線209可以自與超聲波探頭113的縱軸115相關(guān)聯(lián)的縱軸線 207徑向地偏移。在這樣的情形下，縱軸線207和縱軸線209可以共同限定第二平面(在圖 2中，由圖2所在的平面表示)，第二平面與第一平面共面。如圖2所示在附圖標(biāo)記213處，觸角探頭末端125可以自與超聲波探頭113的縱軸115相關(guān)聯(lián)的縱軸線207徑向地偏移。在這樣的情形下，觸角探頭末端125和與側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列相關(guān)聯(lián)的縱軸線209均可以沿共同的徑向方向自縱軸線207 偏移，使得觸角探頭末端125和側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列相對于超聲波探頭 113的縱軸115旋轉(zhuǎn)地相互對準(zhǔn)?？蛇x擇地(在圖2中未示出)，觸角探頭末端125可以布置在與超聲波探頭113的縱軸115相關(guān)聯(lián)的縱軸線207上。仍然結(jié)合圖2，手柄111可以包括縱軸215，縱軸215自超聲波探頭113向近側(cè)延伸并且終止于近端217?？v軸215可以限定縱軸線219，手柄111自超聲波探頭113沿著縱軸線219向近側(cè)延伸。如圖2所示，縱軸線217可以布置在第一平面(在圖2中，由圖2所在的平面表示)上。在這樣的情形下，與手柄相關(guān)聯(lián)的縱軸線219可以相對于與超聲波探頭113的縱軸115相關(guān)聯(lián)的縱軸線207共軸地定位和定向，使得手柄211和超聲波探頭113 縱向地相互對準(zhǔn)。如圖2所示在附圖標(biāo)記221處，側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列可以限定沿著超聲波探頭113的縱軸115的在約8mm至約12mm之間的軸向長度。例如，側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列可以限定沿著超聲波探頭113的縱軸115的約IOmm的軸向長
如圖2所示在附圖標(biāo)記223處，觸覺觸角探頭121向遠側(cè)延伸得超出超聲波探頭 113的縱軸115的遠端117，其包括其中，觸覺觸角探頭121的縱軸123和觸角探頭末端 125可以共同限定觸覺觸角探頭121的超出側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列的在約 8mm至約12mm之間的軸向長度。例如，觸覺觸角探頭121的觸角探頭末端125可以共同限定觸覺觸角探頭121的超出側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列的約IOmm的軸向長度。如圖2所示在附圖標(biāo)記225處，超聲波傳感器119和遠端117被協(xié)同地配置、定向和定尺寸為允許操作員將超聲波傳感器119和遠端117插入形成在人類患者(未示出)的脊柱中的椎弓根螺釘釘?shù)乐?，其包括其中，超聲波傳感?19和遠端117限定了在約2mm 至4mm之間的橫向?qū)挾然蛑睆?。例如，超聲波傳感?19和遠端117限定了約3mm的橫向?qū)挾然蛑睆?。如圖1和圖2所示，觸角探頭末端125可以是球形末端。與超聲波傳感器119相關(guān)聯(lián)的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列可以是線性陣列。可選擇地，17。與超聲波傳感器119相關(guān)聯(lián)的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列可以是相控陣列。其它類型的陣列也是可能的?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，示出了根據(jù)本公開的實施例的醫(yī)療診斷儀器301。儀器301可以在結(jié)構(gòu)和功能上類似于上文參照圖1和圖2討論的儀器103，但存在一些不同。儀器301包括觸覺觸角探頭303，觸覺觸角探頭303相對于超聲波探頭305安裝為使得觸覺觸角探頭303 的縱軸307由超聲波探頭305的縱軸309懸臂式支承。同樣如圖所示，在觸覺觸角探頭303 的縱軸307和超聲波探頭的縱軸309之間存在至少一些縱向的重疊。在圖3示出的實施例中，觸覺觸角探頭303的縱軸307不包括較大的彎曲部并且安裝在超聲波探頭305的縱軸 309的上面?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，示出了根據(jù)本公開的實施例的醫(yī)療診斷儀器401。儀器401可以在結(jié)構(gòu)和功能上類似于上文參照圖1和圖2討論的儀器103，但存在一些不同。儀器401包括觸覺觸角探頭403，觸覺觸角探頭403相對于超聲波探頭405安裝為使得觸覺觸角探頭403 的縱軸407由超聲波探頭405的縱軸409懸臂式支承。同樣如圖所示，在觸覺觸角探頭403 的縱軸407和超聲波探頭的縱軸409之間存在至少一些縱向的重疊。在圖3示出的實施例中，觸覺觸角探頭403的縱軸407不包括較大的彎曲部。觸覺觸角探頭403的縱軸407的近端411嵌入形成在超聲波探頭405的縱軸409中并鄰近于其遠端415的輔助腔413內(nèi)?，F(xiàn)在參照圖5，示出了根據(jù)本公開的實施例的醫(yī)療診斷儀器501。儀器501可以在結(jié)構(gòu)和功能上類似于上文參照圖1和圖2討論的儀器103，但存在一些不同。儀器501不包括觸覺觸角探頭。此外，儀器501被配置和定尺寸為與儀器103基本相同。在圖6中示出了根據(jù)本公開的實施例的醫(yī)療診斷儀器601。儀器601被配置和定尺寸為與儀器103基本相同，但如下面討論的，儀器601的手柄603與儀器103的手柄111 相比存在不同。手柄603的縱軸605限定了布置在圖6的平面內(nèi)的另一縱軸線607并且手柄603的縱軸605沿著縱軸線607向近側(cè)延伸到手柄603的近端609，并且在縱軸線607與縱軸線613之間形成有彎曲部611，使得在縱軸線607與縱軸線615之間限定的角度比在縱軸線613與縱軸線615之間限定的角度大，并且使得手柄603相對于超聲波探頭617和觸角探頭619起到卡口手柄的作用。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7，示出了根據(jù)本公開的實施例的醫(yī)療診斷儀器701。儀器701可以在結(jié)構(gòu)和功能上類似于上文參照圖6討論的儀器601，但存在一些不同。儀器701不包括觸覺觸角探頭。此外，儀器701被配置和定尺寸為與儀器601基本相同。值得注意的是，所述超聲波能量產(chǎn)生元件可以定向在超聲波探頭的相反兩側(cè)，這對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將是顯而易見的。此外，圖7A示出了本公開的醫(yī)療診斷儀器701A的可選擇變型的遠端，其中， 超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列與超聲波探頭軸向?qū)?zhǔn)，使得來自超聲波探頭的超聲波能量是基本軸向朝向的，g卩，沿基本向前的方向。圖8和圖9包括根據(jù)本公開的實施例的醫(yī)療診斷儀器801的相關(guān)側(cè)視圖和特寫剖視側(cè)視圖。儀器801可以在結(jié)構(gòu)和功能上類似于上文參照圖1和圖2討論的儀器103，但存在一些不同。醫(yī)療診斷儀器801的手柄803包括殼體805。超聲波探頭807相對于手柄 803安裝為使得超聲波探頭807的縱軸809由手柄殼體805懸臂式支承。觸覺觸角探頭811 相對于超聲波探頭807安裝為使得觸覺觸角探頭811的縱軸811由超聲波探頭807的縱軸 809懸臂式支承。根據(jù)本公開的一些實施例，包括圖8和圖9所示的實施例，在超聲波探頭的縱軸809與觸覺觸角探頭811的縱軸813之間沒有重疊。替代地，觸覺觸角探頭811經(jīng)由觸覺觸角探頭813的近側(cè)肩部817直接地安裝到超聲波探頭807的縱軸809的遠端815 上。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖10和圖11，示出了根據(jù)本公開的實施例的醫(yī)療診斷儀器1001。儀器 1001可以在結(jié)構(gòu)和功能上類似于上文參照圖4討論的儀器401，但存在一些不同。根據(jù)本公開的一些實施例，包括圖10和圖11所示的實施例，在超聲波探頭1005的縱軸1003與觸覺觸角探頭1009的縱軸1007之間沒有重疊。替代地，觸覺觸角探頭1009經(jīng)由觸覺觸角探頭100的近側(cè)肩部1013直接地安裝到超聲波探頭1005的縱軸1003的遠端1011上。現(xiàn)在參照圖12、圖13和圖14，示出了根據(jù)本公開的實施例的醫(yī)療診斷儀器1201。 儀器1201可以在結(jié)構(gòu)和功能上類似于上文參照圖5討論的儀器501，但存在一些不同。與超聲波探頭1207的縱軸1205相關(guān)聯(lián)的縱軸線1203可以自與超聲波探頭1213的縱軸1211 相關(guān)聯(lián)的縱軸線1209徑向地偏移?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖15，示出了根據(jù)本公開的實施例的醫(yī)療診斷儀器1501。儀器1501可以在結(jié)構(gòu)和功能上類似于上文參照圖6討論的儀器601，但具有一些額外的特征。醫(yī)療診斷儀器1501的手柄1503包括殼體1505。在手柄1503的殼體1505中形成有通道1507，所述通道被配置和定尺寸為容納基爾希納氏鋼絲1509以允許儀器1501滑動地安裝在基爾希納氏鋼絲上，從而達到相對于椎弓根螺釘釘?shù)垒S向地引導(dǎo)超聲波探頭1511和觸覺觸角探頭 1513的目的，包括在微創(chuàng)手術(shù)操作中，通道1507形成在手柄1503的殼體1505中并且延伸通過手柄1503。參照圖15A，示出了可選擇的醫(yī)療診斷儀器1501A，其中，手柄1503A包括限定第一通道1507A和第二通道1508A的殼體1505A。通道1507A和1508A均被配置和定尺寸為容納基爾希納氏鋼絲(如基爾希納氏鋼絲1509A和/或基爾希納氏鋼絲1512A)以允許儀器1501A滑動地安裝在基爾希納氏鋼絲上，從而達到相對于椎弓根螺釘釘?shù)垒S向地引導(dǎo)超聲波探頭1511A和觸覺觸角探頭1513A，包括在微創(chuàng)手術(shù)操作中。于是，通道1507A和通道 1508A形成在手柄1503A的殼體1505A中并且延伸通過手柄1503A。在使用中，操作員/外科醫(yī)生可以自由選擇用于基爾希納氏鋼絲引入的通道，例如，基于操作員/外科醫(yī)生是否期望看到基爾希納氏鋼絲通過超聲波探頭來選擇。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖16，示出了根據(jù)本公開的實施例的醫(yī)療診斷儀器1601。儀器1601可以在結(jié)構(gòu)和功能上類似于上文參照圖6討論的儀器601，但具有一些額外的特征。醫(yī)療診斷儀器1601的手柄1603包括殼體1605。通道1607被配置和定尺寸為容納基爾希納氏鋼絲1609以允許儀器1601滑動地安裝在基爾希納氏鋼絲上，從而達到相對于椎弓根螺釘釘?shù)垒S向地引導(dǎo)超聲波探頭1611和觸覺觸角探頭1613的目的，包括在微創(chuàng)手術(shù)操作中，通道 1607形成在手柄1603的殼體1605的延伸部1615中并且延伸越過手柄1603。根據(jù)本公開的實施例，上述醫(yī)療診斷儀器的變型和改進是可能的。根據(jù)這樣一些變型和改進(未示出)，超聲波探頭的縱軸和手柄相對于彼此是整體式構(gòu)造。每一個上述的醫(yī)療診斷儀器可以裝配有電纜組件，電纜組件用于根據(jù)所述儀器的使用的超聲波成像模式向超聲波傳感器傳送電信號和由超聲波傳感器傳送電信號，所述電纜組件包括近端和載流導(dǎo)線，所述近端包括用于將所述儀器連接到相應(yīng)的超聲波控制臺的電連接器，所述載流導(dǎo)線自電連接器至少部分地經(jīng)由相應(yīng)的內(nèi)管道向遠側(cè)延伸到超聲波傳感器，所述內(nèi)管道形成在超聲波探頭的縱軸中并且沿著超聲波探頭的縱軸縱向地延伸。其它的變型和改進也是可能的。因此，為了這樣的外科醫(yī)生和他們的患者的利益，本公開尤其提供了有利的一體化醫(yī)療診斷儀器、包含這樣的儀器的系統(tǒng)以及使用這樣的儀器和系統(tǒng)的方法。醫(yī)生可以采用本公開的與各種各樣的手術(shù)應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)，包括對于可以插入螺釘?shù)娜梭w中的任意骨頭。例如和/或特別地，外科醫(yī)生為了脊柱患者的利益可以有利地應(yīng)用本公開的技術(shù)，包括關(guān)于椎弓根螺釘內(nèi)植入的特定應(yīng)用。在下文中提供本公開的關(guān)于椎弓根螺釘內(nèi)植入的特定應(yīng)用的技術(shù)的使用的進一步細節(jié)。至少部分地基于與本公開的技術(shù)相關(guān)地執(zhí)行的測試的結(jié)果，能夠看出本公開的所公開的儀器、系統(tǒng)和方法針對的是外科醫(yī)生長期以來感興趣的各種需求。例如，本公開的技術(shù)針對的是持續(xù)增長的對用于與如頸椎手術(shù)、胸椎手術(shù)、腰椎手術(shù)以及骶椎手術(shù)的這些應(yīng)用連同使用的有效的儀器、系統(tǒng)和相關(guān)的手術(shù)方法的這部分專業(yè)人員的要求，上述應(yīng)用包括為了患有脊柱創(chuàng)傷、脊柱腫瘤、變性脊柱病變、脊柱側(cè)彎以及其它疾病和狀況的患者的利益而執(zhí)行的手術(shù)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖17、圖18和圖19，圖示了各種已知的脊柱植入物的應(yīng)用。在圖17中示出了脊柱植入物1701的側(cè)視圖，其包括至少一個脊柱支承桿1703，脊柱植入物1701放置得鄰近多個脊柱高度并且橫跨多個脊柱高度(包括L3、L2、L1、T12、T11以及T10)從而補償Ll椎弓根的變質(zhì)或?qū)l椎弓根的損傷。在圖18中示出了另一種脊柱植入物1801的后視圖，其包括成角度且交叉連接的脊柱支承桿1803、1805，其中每一個支承桿橫跨多個脊柱高度(spinal level)的相應(yīng)一側(cè)。在圖19中示出了又一種脊柱植入物1901的側(cè)視圖，其包括脊柱支承桿1903，支承桿1903放置得鄰近脊柱高度L4、L3以及L2并且橫跨脊柱高度 L4、L3以及L2從而補償L3椎弓根的變質(zhì)或?qū)3椎弓根的損傷，這種脊柱植入物1901包括各個固定到鄰近的L2椎弓根和L4椎弓根的椎弓根螺釘。本公開的技術(shù)可以與任意一個或所有的脊柱植入物應(yīng)用以及與其相似的脊柱植入物應(yīng)用共同使用?，F(xiàn)在參照圖20、圖21、圖22、圖23、圖M和圖25，示出了各種已知的對于不同脊柱高度使用的螺釘放置技術(shù)，包括對于分別在圖20、圖21和圖22中以后視圖、俯視平面圖和側(cè)視圖示出的第一椎弓根2001，分別在圖23和圖M中以后視圖和俯視平面圖示出的第二椎弓根2301，以及在圖25中以俯視圖示出的第三椎弓根2501。本公開的技術(shù)可以與任意一個或所有的椎弓根螺釘放置技術(shù)以及與其相似的椎弓根螺釘放置技術(shù)共同使用。在圖沈至圖39中示出了為了患有各種脊柱疾病、變性狀況和疾病的脊柱患者的利益可以應(yīng)用本公開的技術(shù)的各種儀器化脊柱手術(shù)的案例。由圖沈、圖27和圖觀示出了脊柱植入物沈01，所述植入物是為了患有L2/3滑移的患者的利益而植入的。由圖四、圖30 和圖31示出了脊柱植入物四01，所述植入物是為了患有L2爆裂性骨折的患者的利益而植入的。如圖32、圖33和圖34所示，患有Ll爆裂包括進行性脊柱后凸、脊柱疼痛和下肢輕癱的患者可以從脊柱植入物3201的植入中獲益。如圖35、圖36和圖37所示，被診斷患有骨轉(zhuǎn)移疾病的患者可以用脊柱手術(shù)裝置3501來治療。在圖38和圖39 (其中圖示了微創(chuàng)手術(shù)的實例)中示出了脊柱手術(shù)裝置3801、3803及3805的圖像和相關(guān)聯(lián)的脊柱植入物3901。 正如所論述的，本公開的技術(shù)可以與所述脊柱植入物應(yīng)用以及與其相似的脊柱植入物應(yīng)用共同使用?，F(xiàn)在參照圖40和圖41，圖示了用于定位脊柱椎弓根的皮質(zhì)骨組織中的破裂的現(xiàn)有技術(shù)。更特別地，診斷裝置如裝置4001可以與集成顯示技術(shù)(如屏幕顯示器4101) —起使用以實現(xiàn)用于術(shù)中監(jiān)視具有預(yù)定閾值的電流的方案，其中，觀察到的超出預(yù)定閾值的電流被作為存在不適當(dāng)?shù)钠べ|(zhì)破裂的明顯指示。然而，本公開的系統(tǒng)、裝置和方法與現(xiàn)有技術(shù)相比提供了優(yōu)良的結(jié)果和臨床益處。現(xiàn)在參照在圖42至圖50中示出和描述的信息，使用根據(jù)本公開的實施例的直徑為2. 7mm的超聲波探頭對動物的椎骨體進行測試。在圖42中示出了相關(guān)聯(lián)的測試材料，在圖43中示出了相關(guān)的解剖構(gòu)造并且在圖44中圖示了相關(guān)聯(lián)的測試方法。在由圖45所包含的圖像中對大的和小的椎弓根破裂進行了舉例說明。在由圖46所包含的圖像中示出了展示整個椎弓根(即，在椎弓根入口的側(cè)壁中沒有破裂從而導(dǎo)致椎弓根入口與脊柱管相通的椎弓根)的測試材料的實例。在圖47中示出了測試控制的實例，包括關(guān)于探頭在空氣和水中的響應(yīng)。圖48的圖像示出了在沒有破裂的完整的椎弓根的實例中，使用測試探頭未檢測到可用信號。如圖49所示，與存在有大的椎弓根破裂的測試材料結(jié)合的測試探頭的使用導(dǎo)致所述測試探頭檢測到所述大的破裂。如圖50所示，與存在有小的椎弓根破裂的測試材料結(jié)合的測試探頭的應(yīng)用導(dǎo)致測試探頭檢測到所述小的破裂?，F(xiàn)在參照在圖51至圖55中示出和描述的信息，對于人類尸體進行了進一步的測試。圖51圖示了相關(guān)的測試設(shè)備。如由圖52所包含的圖像所示，所述測試包括根據(jù)本公開的與可拆卸的椎弓根觸頭/探測器配合的3. 18mm的側(cè)面發(fā)射式超聲波探頭的使用。在由圖53所包含的圖像中示出了與人類尸體測試相關(guān)聯(lián)的各種方法和技術(shù)。在由圖M所包含的圖像中示出了與金屬椎弓根觸頭(頂部)相對根據(jù)本公開的技術(shù)和裝置的椎弓根超聲波的使用而收集和比較出的數(shù)據(jù)相對應(yīng)的一些結(jié)果。在由圖陽所包含的圖像中示出了舉例說明本公開的技術(shù)和裝置的診斷能力的進一步的結(jié)果，并且所述結(jié)果分別對應(yīng)于1)沒有破裂的正常的椎弓根，2) 2. 5mm的椎弓根破裂，以及；3)4. Omm的椎弓根破裂。對2. 5mm和4. Omm的椎弓根破裂的測試結(jié)果和相關(guān)的說明信息陳列在下面的表格中。為了表格說明的目的，對下面的術(shù)語進行定義 靈敏度=(#真陽性)/[(#真陽性)+ (#假陰性)]
特異度=(#真陰性)/[(#真陰性)+ (#假陽性)]·陽性預(yù)測值(PPV) = (#真陽性)/[(#真陽性)+ (#假陽性)]·陰性預(yù)測值(NPV) = (#真陰性/ [ (#真陰性)+ (#假陰性)]表一測試結(jié)果；2. 5mm椎弓根破裂
椎弓根觸頭椎弓根超聲波#1椎弓根超聲波#2靈敏度66.7%85.7%85.7%特異度80%80%80%PPV85.7%85.7%85.7%NPV57%80%80%表 2測試結(jié)果；4. Omm椎弓根破裂
椎弓根觸頭椎弓根超聲波#1椎弓根超聲波#2靈敏度85.7%100%100%特異度100%100%100%PPV100%100%100%NPV80%100%100%基于前述測試結(jié)果，特別地包括值得注意的人類尸體測試，可以得出下面的結(jié)論 與“典型的”椎弓根觸頭相比，本公開的裝置、系統(tǒng)和方法(椎弓根超聲波)具有更高的靈敏度和陰性預(yù)測值?！ぴ谙喈?dāng)小的破裂(2. 5mm相對4. Omm)的情況下，明顯的區(qū)別更大·在更大的破裂(4. Omm)的情況下，使用椎弓根超聲波系統(tǒng)，破裂檢測的靈敏度和特異度接近100%。·本公開的裝置、系統(tǒng)和方法便于篩選測試和/或相關(guān)的診斷以當(dāng)將椎弓根螺釘放置到脊柱中時確定/檢測皮質(zhì)骨中是否存在破裂?！け竟_的裝置、體統(tǒng)和方法使得外科醫(yī)生和其它的醫(yī)護人員減少在脊柱手術(shù)中將椎弓根螺釘錯置的可能性，因此使得醫(yī)療變得更加有效。在操作中，如圖56和圖57所示，上述診斷儀器可以用于探測形成在人類患者的脊柱中的椎弓根螺釘釘?shù)酪詸z測位于椎弓根螺釘釘?shù)赖妮S向延伸的側(cè)壁中的皮質(zhì)破裂。如圖 56和圖57所示，展示了根據(jù)本公開的醫(yī)療診斷儀器6001。所述儀器包括手柄、超聲波探頭和觸覺觸角探頭。超聲波探頭包括縱軸，其自所述手柄向遠側(cè)延伸并終止于遠端；以及超聲波傳感器，其在縱軸上鄰近縱軸的遠端安裝。所述超聲波傳感器包括沿著所述縱軸延伸的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列。
觸覺觸角探頭相對于超聲波探頭安裝并且包括相對于超聲波探頭的縱軸安裝的縱軸，觸覺觸角探頭的縱軸自超聲波探頭的縱軸向遠側(cè)延伸得超出超聲波探頭的縱軸的遠端。所述觸覺觸角探頭包括觸角探頭末端，所述觸角探頭末端被限定在所述觸覺觸角探頭的縱軸的遠端。利用手柄用手握住醫(yī)療診斷儀器和相對于人類患者的脊柱操縱所述醫(yī)療診斷儀器包括將所述超聲波探頭的縱軸的遠端和超聲波傳感器以及所述觸覺觸角探頭的縱軸和觸角探頭末端插入形成在人類患者的脊柱中的椎弓根螺釘釘?shù)乐?。使所述觸覺觸角探頭的觸角探頭末端相對于所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的選擇部定位，以使得所述觸角探頭末端面向所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁定位。使用所述觸覺觸角探頭的觸角探頭末端來執(zhí)行對側(cè)壁的選擇部的觸覺檢查，以達到檢測人工可檢測的位于所述選擇部中的皮質(zhì)破裂的目的。使所述超聲波傳感器的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列相對于所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的選擇部定位，以使得所述側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列沿所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的選擇部軸向延伸并且面向所述選擇部定位。使用所述超聲波傳感器的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列來獲得用于視覺檢查的側(cè)壁的選擇部的二維圖像，以達到檢測超聲波可檢測的位于所述選擇部中的皮質(zhì)破裂的目的。執(zhí)行上述兩個定位步驟和兩個陣列使用步驟，而不用從所述椎弓根螺釘釘?shù)酪瞥鲇|覺觸角探頭的縱軸的遠端或超聲波傳感器或觸覺觸角探頭的縱軸的觸角探頭末端中的任何一個。在微創(chuàng)手術(shù)操作中，可以使所述醫(yī)療診斷儀器沿著基爾希納氏鋼絲(未具體示出)安裝和滑動從而相對于椎弓根螺釘釘?shù)垒S向地引導(dǎo)超聲波探頭和觸覺觸角探頭?？蛇x擇地，和/或此外，所述儀器可以相對于除了基爾希納氏鋼絲外的一根或多根導(dǎo)線安裝。結(jié)合圖58至圖59，示出了根據(jù)本公開的又一個實施方式。于是，改進的Jamshidi 型針組件7001可以與超聲波探頭組件一起用于臨床應(yīng)用，例如，用于檢測/確定與椎弓根螺釘放置相關(guān)聯(lián)的皮質(zhì)骨中的破裂。Jamshidi型針組件7001通常采取在其遠端具有錐形切邊的長中空針7006的形式。手柄7004相對于針7006安裝并且限定了用于容納內(nèi)部針 (未示出)和輔助元件(一個或多個)的孔。在Jamshidi型針的傳統(tǒng)使用中，一旦到達期望的解剖部位，所述內(nèi)部針可以被移除，并且注射器可以通過形成在手柄中的所述孔而被引入以用于取樣組織例如骨髓。然而，在這里公開的示例性實施方式中，在移除所述內(nèi)部針 (未示出)之后，形成在Jamshidi形針組件7001的手柄7004中的孔被配置和定尺寸為容納與超聲波組件7002相關(guān)聯(lián)的細長的超聲波探頭7010。在示例性實施方式中，超聲波組件 7002包括手柄構(gòu)件7008，所述手柄構(gòu)件限定了用于連接到傳統(tǒng)電纜的接頭(fitting)。在使用中，Jamshidi型針組件7001被引入到期望的臨床部位，如引入為了容納椎弓根螺釘而已經(jīng)被預(yù)先鉆孔的皮質(zhì)骨內(nèi)，并且內(nèi)部針(未示出)被移除。為了相關(guān)信息(例如所述皮質(zhì)骨的破裂)的有利的超聲波檢測，超聲波探頭7010隨后通過形成在Jamshidi 型針組件7001的手柄7004中的孔而被引入。在示例性實施方式中，針7006的長度約有 7. 5cm并且針7006的內(nèi)徑約有3mm。在不偏離本公開的精神或范圍的情況下可以使用可選擇的尺寸。
盡管已經(jīng)于此對系統(tǒng)、裝置和方法的示例性實施例進行了描述，但是顯而易見的是，可以在不偏離如由隨附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神或范圍內(nèi)的情況下做出改進、 變型、改變和/或增強。例如，作為如上文描述的側(cè)面發(fā)射式超聲波傳感器的使用的可選方案，和/或除此之外，也可以根據(jù)外科醫(yī)生期望的使用而采用一個或多個端射式超聲波傳感器和/或360°超聲波傳感器，它們相對于關(guān)聯(lián)的超聲波探頭的縱軸的遠端安裝、鄰近該遠端安裝，或安裝在其它位置。根據(jù)本公開的超聲波探頭和系統(tǒng)可以采用或包括超聲波的各種模式中的一個或多個，包括但不必限于超聲波模式A、超聲波模式B、超聲波模式M、超聲波DM模式，以及顏色和三維模式。此外其它儀器可以被模塊化地聯(lián)接，和/或代替觸覺觸角探頭，包括但不限于刮匙、神經(jīng)鉤、Woodson和/或Murphey Ball。因此，本公開明顯地包括了所有這樣的改進、變型、變化和/增強。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)療診斷儀器，包括近側(cè)手柄，其被配置和定尺寸為允許操作員用手抓握所述儀器；超聲波探頭，其包括縱軸和超聲波傳感器，所述縱軸自所述手柄向遠側(cè)延伸并終止于遠端，所述超聲波傳感器相對于所述縱軸鄰近所述縱軸的遠端安裝，所述超聲波傳感器包括超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列；以及觸覺觸角探頭，其相對于所述超聲波探頭安裝，所述觸覺觸角探頭包括縱軸和觸角探頭末端，所述觸覺觸角探頭的縱軸相對于所述超聲波探頭的縱軸安裝并且向遠側(cè)延伸得超出超聲波探頭的縱軸的遠端，所述觸角探頭末端被限定在所述觸覺觸角探頭的縱軸的遠端；其中，所述超聲波傳感器和所述遠端被協(xié)同地配置、定向和定尺寸為允許操作員將所述超聲波傳感器和所述遠端插入期望的解剖部位中，從而允許操作員于此獲得用于由操作員視覺檢查的所述解剖部位的相應(yīng)的二維圖像，以達到檢測超聲波可檢測的解剖特性的目的；并且其中，所述觸覺觸角探頭的縱軸和所述觸角探頭末端被協(xié)同地配置和定尺寸為允許操作員將所述觸覺觸角探頭的縱軸和所述觸角探頭末端插入期望的所述解剖部位中，從而允許操作員于此執(zhí)行對選擇的所述解剖部位的觸覺檢查。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，期望的所述解剖部位是形成在人類患者的脊柱中的椎弓根螺釘釘?shù)溃⑶移渲?，所述超聲波傳感器的超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列沿所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的選擇部軸向延伸，并且面向所述選擇部定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述觸角探頭末端面向所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的所述選擇部定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述觸覺觸角探頭的縱軸限定了至少第一縱軸線，所述觸覺觸角探頭的縱軸自所述超聲波探頭的縱軸沿著第一縱軸線向遠側(cè)延伸；至少第二縱軸線，所述觸覺觸角探頭的縱軸沿著第二縱軸線向遠側(cè)延伸到所述觸角探頭末端；以及彎曲部，其形成在所述第一縱軸線與第二縱軸線之間，使得第一縱軸線和第二縱軸線共同限定了第一平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述超聲波探頭的縱軸限定了至少第三縱軸線，所述超聲波探頭的縱軸自手柄沿著第三縱軸線向遠側(cè)延伸，其中，所述超聲波探頭的成陣列的超聲波能量產(chǎn)生元件限定了第四縱軸線，所述超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列沿著所述第四縱軸線延伸，其中，所述第四縱軸線自第三縱軸線徑向偏移，使得第三縱軸線和第四縱軸線共同限定了第二平面，并且其中，第二平面與第一平面共面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述觸角探頭末端和第四縱軸線均沿共同的徑向方向自第三縱軸線偏移，使得所述觸角探頭末端和超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列相對于超聲波探頭的縱軸旋轉(zhuǎn)地相互對準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述超聲波探頭的縱軸限定了第一縱軸線，所述超聲波探頭的縱軸自所述手柄沿著所述第一縱軸線向遠側(cè)延伸，其中，所述超聲波探頭的成陣列的超聲波能量產(chǎn)生元件限定了第二縱軸線，所述超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列沿著所述第二縱軸線延伸，其中，所述第二縱軸線至少部分地布置為相對于第一縱軸線呈徑向間隔的關(guān)系，使得所述第一縱軸線和第二縱軸線共同限定了第一平面，并且其中，所述觸角探頭末端布置在第一平面內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述觸角探頭末端布置在第一縱軸線上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述觸角探頭末端自所述第一縱軸線徑向地偏移。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述超聲波探頭的縱軸限定了第一縱軸線，所述超聲波探頭的縱軸自所述手柄沿著所述第一縱軸線向遠側(cè)延伸，其中，所述超聲波探頭的成陣列的超聲波能量產(chǎn)生元件限定了第二縱軸線，所述超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列沿著所述第二縱軸線延伸，其中，所述第二縱軸線自第一縱軸線徑向地偏移，使得所述第一縱軸線和第二縱軸線限定了第一平面，其中，所述手柄包括縱軸，所述手柄的縱軸自超聲波探頭向近側(cè)延伸并且終止于近端，所述手柄的縱軸限定了第三縱軸線，所述手柄自超聲波探頭沿著所述第三縱軸線向近側(cè)延伸，所述第三縱軸線布置在第一平面內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述第三縱軸線相對于第一縱軸線同軸地定位和定向，使得所述手柄和超聲波探頭縱向地相互對準(zhǔn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述第三縱軸線自第一縱軸線徑向地偏移，使得所述手柄和超聲波探頭不是縱向地相互對準(zhǔn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的醫(yī)療診斷儀器，還包括至少一個通道，所述通道被配置和定尺寸為容納基爾希納氏鋼絲以允許所述儀器滑動地安裝到基爾希納氏鋼絲上，從而達到相對于期望的所述解剖部位軸向地引導(dǎo)所述超聲波探頭和觸覺觸角探頭的目的，所述通道形成在手柄中并且延伸通過所述手柄，或者形成在手柄的延伸部中并且延伸越過所述手柄。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述手柄的縱軸還限定了第四縱軸線和彎曲部，所述第四縱軸線布置在第一平面內(nèi)并且所述手柄的縱軸沿著所述第四縱軸線向近側(cè)延伸到所述手柄的近端，所述彎曲部形成在所述第三縱軸線和第四縱軸線之間，使得在第四縱軸線與第一縱軸線之間限定的角度比在第三縱軸線與第一縱軸線之間限定的角度大，并且使得所述手柄相對于超聲波探頭和觸角探頭起到卡口手柄的作用。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述超聲波探頭的縱軸和所述手柄相對于彼此是整體式構(gòu)造。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述手柄包括殼體，并且其中，所述超聲波探頭相對于所述手柄安裝為使得所述超聲波探頭的縱軸由所述手柄的殼體懸臂式支承。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述觸覺觸角探頭相對于所述超聲波探頭安裝為使得所述觸覺觸角探頭的縱軸由所述超聲波探頭的縱軸懸臂式支承。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，在所述觸覺觸角探頭的縱軸和所述超聲波探頭的縱軸之間存在至少一些縱向的重疊。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列是側(cè)面發(fā)射式的，并且陣列是線性陣列和相控陣列中的一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，還包括電纜組件，所述電纜組件用于根據(jù)所述儀器的使用的超聲波成像模式向超聲波傳感器傳送電信號和由超聲波傳感器傳送電信號，所述電纜組件包括近端和載流導(dǎo)線，所述近端包括用于將所述儀器連接到相應(yīng)的超聲波控制臺的電連接器，所述載流導(dǎo)線自電連接器至少部分地經(jīng)由相應(yīng)的內(nèi)管道向遠側(cè)延伸到超聲波傳感器，所述內(nèi)管道形成在超聲波探頭的縱軸中并且沿著超聲波探頭的縱軸縱向地延伸。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述手柄包括縱軸，所述手柄的縱軸自超聲波探頭向近側(cè)延伸并且終止于近端，其中，所述載流導(dǎo)線通過所述手柄的近端并且通過相應(yīng)的形成在手柄的縱軸中且沿著手柄的縱軸縱向地延伸的內(nèi)管道延伸到超聲波傳感器。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列限定了沿著超聲波探頭的縱軸的在約8mm至約12mm之間的軸向長度。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述觸覺觸角探頭向遠側(cè)延伸得超出超聲波探頭的縱軸的遠端，其包括其中，所述觸覺觸角探頭的所述縱軸和觸角探頭末端共同限定了觸覺觸角探頭的超出側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列的在約8mm至約 12mm之間的軸向長度。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療診斷儀器，其中，所述觸角探頭末端是球形末端。
25.一種用于與骨組織結(jié)合使用的醫(yī)療診斷系統(tǒng)，包括醫(yī)療診斷儀器，所述儀器包括手柄，所述手柄是用后可棄的且鄰近儀器的操作員，所述手柄被進一步配置和定尺寸為允許操作員用手握住所述儀器并且相對于人類患者的脊柱來操縱所述儀器；超聲波探頭，所述超聲波探頭包括縱軸和超聲波傳感器，所述縱軸自所述手柄向遠側(cè)延伸并且終止于遠端，所述超聲波傳感器在所述縱軸上鄰近所述縱軸的所述遠端安裝，所述超聲波傳感器包括沿著所述縱軸延伸的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列，其中， 所述超聲波傳感器和所述遠端被協(xié)同地配置、定向和定尺寸為允許操作員將所述超聲波傳感器和所述遠端插入形成在人類患者的脊柱中的椎弓根螺釘釘?shù)乐校允沟贸暡▊鞲衅鞯膫?cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列沿所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的選擇部軸向延伸并且面向所述選擇部定位，并且允許操作員于此獲得用于由操作員視覺檢查的側(cè)壁的所述選擇部的相應(yīng)的二維圖像，以達到檢測超聲波可檢測的位于所述選擇部中的皮質(zhì)破裂的目的；觸覺觸角探頭，其相對于超聲波探頭安裝，所述觸覺觸角探頭包括縱軸和觸角探頭末端，所述觸覺觸角探頭的縱軸相對于超聲波探頭的縱軸安裝并且自超聲波探頭的縱軸向遠側(cè)延伸得超出超聲波探頭的縱軸的遠端，所述觸角探頭末端被限定在觸覺觸角探頭的縱軸的遠端，所述觸覺觸角探頭的縱軸和所述觸角探頭末端被協(xié)同地配置和定尺寸為允許操作員將所述觸覺觸角探頭的縱軸和觸角探頭末端插入所述椎弓根螺釘釘?shù)乐?，以使得觸角探頭末端面向所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的所述選擇部定位，并且允許操作員于此執(zhí)行對所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的所述選擇部的觸覺檢查，以達到檢測人工可檢測的位于所述選擇部中的皮質(zhì)破裂的目的；以及第一電纜組件，其用于根據(jù)所述儀器的使用的超聲波成像模式向超聲波傳感器傳送電信號和由超聲波傳感器傳送電信號，所述電纜組件包括近端和載流導(dǎo)線，所述近端包括用于將所述儀器連接到相應(yīng)的超聲波控制臺的第一電連接器，所述載流導(dǎo)線自電連接器通過超聲波探頭的縱軸向遠側(cè)延伸到超聲波傳感器；超聲波控制臺，其包括用于控制醫(yī)療診斷儀器的處理器、用于顯示由操作員從醫(yī)療診斷儀器獲得的二維超聲波圖像的顯示器，以及用于容納相應(yīng)的電纜連接器的端口 ；以及第二電纜組件，其用于向超聲波控制臺傳送電信號和由超聲波控制臺傳送電信號，所述第二電纜組件包括聯(lián)接到與超聲波控制臺相關(guān)聯(lián)的端口的第二電連接器、聯(lián)接到第一電連接器的第三電連接器以及在第二電連接器和第三電連接器之間延伸的載流導(dǎo)線。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的醫(yī)療診斷系統(tǒng)，其中，所述第二電纜組件的第三電連接器與所述第一電纜組件的第一電連接器之間的連接是醫(yī)療診斷系統(tǒng)的包括醫(yī)療診斷儀器的用后可棄部與醫(yī)療診斷系統(tǒng)的包括超聲波控制臺和第二電纜組件的非用后可棄部之間的臍帶式連接。
27.一種探測形成在人類患者的脊柱中的椎弓根螺釘釘?shù)酪詸z測位于椎弓根螺釘釘?shù)赖妮S向延伸的側(cè)壁中的皮質(zhì)破裂的方法，所述方法包括提供一種醫(yī)療診斷儀器，所述儀器包括 手柄·超聲波探頭，所述超聲波探頭包括縱軸和超聲波傳感器，所述縱軸自所述手柄向遠側(cè)延伸并終止于遠端，所述超聲波傳感器在所述縱軸上鄰近所述縱軸的遠端安裝，所述超聲波傳感器包括沿著所述縱軸延伸的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列；以及觸覺觸角探頭，其相對于所述超聲波探頭安裝，所述觸覺觸角探頭包括縱軸和觸角探頭末端，所述觸覺觸角探頭的縱軸相對于所述超聲波探頭的縱軸安裝并且自超聲波探頭的縱軸向遠側(cè)延伸得超出超聲波探頭的縱軸的遠端，所述觸角探頭末端被限定在所述觸覺觸角探頭的縱軸的遠端；利用手柄用手握住所述醫(yī)療診斷儀器并相對于人類患者的脊柱操縱所述醫(yī)療診斷儀器包括將所述超聲波探頭的縱軸的遠端和超聲波傳感器以及所述觸覺觸角探頭的縱軸和觸角探頭末端插入形成在人類患者的脊柱中的椎弓根螺釘釘?shù)乐?；使所述超聲波傳感器的?cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列相對于所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的選擇部定位，以使得側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列沿所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的所述選擇部軸向延伸并且面向所述選擇部定位；使用所述超聲波傳感器的側(cè)面發(fā)射式超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列來獲得用于視覺檢查的側(cè)壁的所述選擇部的二維圖像，以達到檢測超聲波可檢測的位于所述選擇部中的皮質(zhì)破裂的目的；使所述觸覺觸角探頭的觸角探頭末端相對于所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁的所述選擇部定位，以使得所述觸角探頭末端面向所述椎弓根螺釘釘?shù)赖膫?cè)壁定位；使用所述觸覺觸角探頭的觸角探頭末端來執(zhí)行對側(cè)壁的所述選擇部的觸覺檢查，以達到檢測人工可檢測的位于所述選擇部中的皮質(zhì)破裂的目的；以及執(zhí)行上述兩個定位步驟和兩個使用步驟，而不用從所述椎弓根螺釘釘?shù)酪瞥鲇|覺觸角探頭的縱軸的遠端或超聲波傳感器或觸覺觸角探頭的縱軸的觸角探頭末端中的任何一個。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括在微創(chuàng)手術(shù)操作中，使所述醫(yī)療診斷儀器沿著基爾希納氏鋼絲安裝和滑動從而相對于椎弓根螺釘釘?shù)垒S向地引導(dǎo)超聲波探頭和觸覺觸角探頭。
全文摘要
本發(fā)明提供了醫(yī)療診斷儀器和系統(tǒng)，其包括(i)近側(cè)手柄，其被配置和定尺寸為允許操作員用手抓握儀器；(ii)超聲波探頭，其包括縱軸和超聲波傳感器，所述縱軸自手柄向遠側(cè)延伸并終止于遠端；超聲波傳感器相對于縱軸鄰近縱軸的遠端安裝，超聲波傳感器包括超聲波能量產(chǎn)生元件的陣列；以及(iii)觸覺觸角探頭，其相對于超聲波探頭安裝，觸覺觸角探頭包括縱軸和觸角探頭末端(例如球形末端)，觸覺觸角探頭的縱軸相對于超聲波探頭的縱軸安裝并且向遠側(cè)延伸得超出超聲波探頭的縱軸的遠端，觸角探頭末端被限定在觸覺觸角探頭的縱軸的遠端。還提供了本公開的儀器和系統(tǒng)的使用的有利方法，例如用于檢測與椎弓根螺釘放置相關(guān)的皮質(zhì)骨中的破裂。
文檔編號A61B8/12GK102421374SQ201080020180
公開日2012年4月18日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者蘭德爾·R·巴拉索, 土田和俊, 布魯斯·M·弗蘭克爾, 若林洋明 申請人:布魯斯·M·弗蘭克爾, 日立阿洛卡醫(yī)療株式會社