相關(guān)申請的交叉引用

此非臨時(shí)申請要求2014年10月29日提交的待審的美國臨時(shí)申請?zhí)?2/072,365以及2014年10月29日提交的待審的美國臨時(shí)申請?zhí)?2/072,373以及2014年10月29日提交的待審的美國臨時(shí)申請?zhí)?2/072,414的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，所述全部申請的全部內(nèi)容均以引用的方式并入本文。

本發(fā)明涉及一種用于醫(yī)療程序以及特別是那些需要將物質(zhì)注射到受試者身體中的醫(yī)療程序的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

本文中的全部公布均以引用的方式并入本文中，引用的程度為就像每項(xiàng)單獨(dú)公布或?qū)＠暾埦唧w地或單獨(dú)地表示為以引用的方式并入那樣。以下描述包括對理解本發(fā)明可能有用的信息。這并不是承認(rèn)本文提供的任何信息是現(xiàn)有技術(shù)或與當(dāng)前要求保護(hù)的發(fā)明相關(guān)，或者并不是承認(rèn)任何明確或隱含地引用的任何公布是現(xiàn)有技術(shù)。

當(dāng)醫(yī)生在身體的某些區(qū)域(諸如脊髓、腦部和關(guān)節(jié))上或周圍執(zhí)行手術(shù)時(shí)，通常需要非常精確的、受控的和穩(wěn)定的操作，以避免患者損傷并優(yōu)化結(jié)果。本領(lǐng)域中需要將提高在那些區(qū)域中執(zhí)行某些醫(yī)療程序的安全性、精確度、準(zhǔn)確性和效率的設(shè)備、系統(tǒng)和方法，所述醫(yī)療程序包括需要注射一種或多種醫(yī)用物質(zhì)的程序。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在各種實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種用于將物質(zhì)注射到受試者中的浮動(dòng)插管系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：基部插管，其包括近側(cè)端部、遠(yuǎn)側(cè)端部和內(nèi)腔；浮動(dòng)插管，其包括內(nèi)腔，其中(1)所述浮動(dòng)插管被構(gòu)造成至少部分地容納在基部插管的內(nèi)腔內(nèi)，(2)所述浮動(dòng)插管包括在接合于所述基部插管中時(shí)比所述基部插管的近側(cè)端部和遠(yuǎn)側(cè)端部近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)地延伸得更遠(yuǎn)的近側(cè)端部和遠(yuǎn)側(cè)端部，以及(3)所述浮動(dòng)插管被構(gòu)造成在接合于所述基部插管中時(shí)在沿著所述基部插管的縱向軸線的方向上移動(dòng)；遠(yuǎn)側(cè)止擋件，其連接到所述浮動(dòng)插管的遠(yuǎn)側(cè)端部，其中所述遠(yuǎn)側(cè)止擋件被構(gòu)造和定位成當(dāng)所述浮動(dòng)插管接合在所述基部插管中時(shí)，防止所述遠(yuǎn)側(cè)止擋件在近側(cè)方向上移動(dòng)經(jīng)過所述基部插管的遠(yuǎn)側(cè)端部；近側(cè)止擋件，其連接到所述浮動(dòng)插管的近側(cè)端部，其中所述近側(cè)止擋件被構(gòu)造和定位成防止所述近側(cè)止擋件在遠(yuǎn)側(cè)方向上移動(dòng)經(jīng)過所述基部插管的近側(cè)端部，并且其中從所述近側(cè)止擋件到遠(yuǎn)側(cè)止擋件的距離大于基部插管的近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)端部之間的距離；中空針，其連接到浮動(dòng)插管的遠(yuǎn)側(cè)端部；以及輸送管，其連接到所述中空針，其中所述輸送管的長度的至少一部分容納在所述浮動(dòng)插管的內(nèi)腔和/或所述基部插管的內(nèi)腔內(nèi)部和/或連接到所述浮動(dòng)插管的內(nèi)腔和/或所述基部插管的內(nèi)腔。在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)支撐突片連接到基部插管。在某些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括可拆卸地附接到支撐突片的連接器。在一些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括立體定向設(shè)備，所述立體定向設(shè)備包括被構(gòu)造成降低到手術(shù)視野中的引導(dǎo)臂，并且連接器可拆卸地附接到立體定向設(shè)備的引導(dǎo)臂。在一些實(shí)施方案中，輸送管連接到外部泵和貯存器，并且貯存器容納要注射到受試者中的物質(zhì)。在某些實(shí)施方案中，針包括組織止擋件。在某些實(shí)施方案中，可改變遠(yuǎn)側(cè)和/或近側(cè)止擋件在浮動(dòng)插管上的位置。在一些實(shí)施方案中，支撐突片包括手指夾。在某些實(shí)施方案中，連接器包括一個(gè)或多個(gè)凹部，所述凹部被構(gòu)造成緊密地配合一個(gè)或多個(gè)支撐突片的端部。在一些實(shí)施方案中，連接器包括突片鎖，所述突片鎖將一個(gè)或多個(gè)支撐突片鎖定在一個(gè)或多個(gè)凹部中的適當(dāng)位置。

在各種實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種用于將物質(zhì)注射到受試者中的方法。在一些實(shí)施方案中，所述方法包括(1)提供浮動(dòng)插管系統(tǒng)，所述浮動(dòng)插管系統(tǒng)包括：基部插管，其包括近側(cè)端部、遠(yuǎn)側(cè)端部和內(nèi)腔；浮動(dòng)插管，其包括內(nèi)腔，其中(a)所述浮動(dòng)插管被構(gòu)造成至少部分地容納在所述基部插管的內(nèi)腔內(nèi)，(b)所述浮動(dòng)插管包括在接合于所述基部插管中時(shí)比所述基部插管的近側(cè)端部和遠(yuǎn)側(cè)端部近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)地延伸得更遠(yuǎn)的近側(cè)端部和遠(yuǎn)側(cè)端部，以及(c)浮動(dòng)插管被構(gòu)造成在接合于基部插管時(shí)在沿著基部插管的縱向軸線的方向上移動(dòng)；遠(yuǎn)側(cè)止擋件，其連接到所述浮動(dòng)插管的遠(yuǎn)側(cè)端部，其中所述遠(yuǎn)側(cè)止擋件被構(gòu)造和定位成當(dāng)所述浮動(dòng)插管接合在所述基部插管中時(shí)，防止所述遠(yuǎn)側(cè)止擋件在所述近側(cè)方向上移動(dòng)經(jīng)過所述基部插管的遠(yuǎn)側(cè)端部；近側(cè)止擋件，其連接到所述浮動(dòng)插管的近側(cè)端部，其中所述近側(cè)止擋件被構(gòu)造和定位成防止所述近側(cè)止擋件在遠(yuǎn)側(cè)方向上移動(dòng)經(jīng)過所述基部插管的近側(cè)端部，并且其中從所述近側(cè)止擋件到遠(yuǎn)側(cè)止擋件的距離大于基部插管的近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)端部之間的距離；中空針，其連接到所述浮動(dòng)插管的遠(yuǎn)側(cè)端部；以及連接到所述中空針的輸送管，其中所述輸送管的長度的至少一部分容納在所述浮動(dòng)插管的內(nèi)腔和/或所述基部插管的內(nèi)腔內(nèi)部；(2)提供要注射到受試者中的物質(zhì)；以及(3)利用浮動(dòng)插管系統(tǒng)將物質(zhì)注射到受試者中。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)進(jìn)一步包括連接到基部插管的一個(gè)或多個(gè)支撐突片。在某些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)進(jìn)一步包括可拆卸地附接到支撐突片的連接器。在某些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)進(jìn)一步包括立體定向設(shè)備，所述立體定向設(shè)備包括被構(gòu)造成降低到手術(shù)視野中的引導(dǎo)臂，并且連接器可拆卸地附接到立體定向設(shè)備的引導(dǎo)臂。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)的輸送管連接到外部泵和貯存器，并且貯存器容納注射到受試者中的物質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)的針包括組織止擋件。在某些實(shí)施方案中，可改變遠(yuǎn)側(cè)和/或近側(cè)止擋件在浮動(dòng)插管上的位置。在某些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)的支撐突片包括手指夾。在某些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)的連接器包括一個(gè)或多個(gè)凹部，所述凹部被構(gòu)造成緊密地配合一個(gè)或多個(gè)支撐突片的端部。在某些實(shí)施方案中，注射到受試者中的物質(zhì)包括細(xì)胞。在某些實(shí)施方案中，細(xì)胞是神經(jīng)祖細(xì)胞。在某些實(shí)施方案中，包括神經(jīng)祖細(xì)胞的物質(zhì)被注射到受試者的脊髓中。在某些實(shí)施方案中，受試者已被診斷為患有神經(jīng)性疾病、神經(jīng)性創(chuàng)傷、癌癥或它們的組合。在某些實(shí)施方案中，受試者已被診斷為患有肌萎縮性側(cè)索硬化癥(als)。在一些實(shí)施方案中，神經(jīng)祖細(xì)胞表達(dá)膠質(zhì)細(xì)胞系衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子。

在各種實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種試劑盒，其包括：上述任何浮動(dòng)插管系統(tǒng)；以及其將物質(zhì)注射到受試者中的使用說明書。

在各種實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種注射器泵系統(tǒng)。在一些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)包括馬達(dá)組件，所述馬達(dá)組件包括：(a)殼體，其包括第一端和第二端，(b)馬達(dá)，和(c)可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸件，其中所述馬達(dá)被構(gòu)造成促使可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸件旋轉(zhuǎn)，并且所述馬達(dá)和可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸件至少部分地容納在殼體內(nèi)；卡普耳組件，其包括(a)包括細(xì)長入口端口的第一端，(b)包括細(xì)長出口端口的第二端，和(c)設(shè)置在細(xì)長入口端口和細(xì)長出口端口之間并與其流體連通的腔室；細(xì)長柱塞，其包括(a)接收端，(b)主體和(c)推動(dòng)端，其中(1)細(xì)長柱塞被構(gòu)造成嵌套在細(xì)長入口端口內(nèi)，(2)柱塞的推動(dòng)端被構(gòu)造成與腔室形成基本上不漏流體的密封，并且(3)可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸件被構(gòu)造成直接地、或通過中間軸件間接地對柱塞的接收端施加驅(qū)動(dòng)力，使得柱塞可沿著出口端口的方向被推動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)進(jìn)一步包括聯(lián)結(jié)套環(huán)，所述聯(lián)結(jié)套環(huán)包括第一端和第二端，其中所述聯(lián)結(jié)套環(huán)的第一端被構(gòu)造成連接到殼體的第二端，并且其中所述聯(lián)結(jié)套環(huán)的第二端被構(gòu)造成連接到卡普耳的第一端。在一些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)進(jìn)一步包括輸送管，所述輸送管包括第一端和第二端，其中輸送管的第一端連接到卡普耳的第二端并且與其流體連通。在一些實(shí)施方案中，所述輸送管的第二端連接到包括中空針的插管并與其流體連通。在一些實(shí)施方案中，輸送管的第二端連接到浮動(dòng)插管系統(tǒng)并與其流體連通，所述浮動(dòng)插管系統(tǒng)被構(gòu)造成將物質(zhì)注射到受試者中，所述浮動(dòng)插管系統(tǒng)包括：基部插管，其包括近側(cè)端部、遠(yuǎn)側(cè)端部和內(nèi)腔；包括內(nèi)腔的浮動(dòng)插管，其中(1)所述浮動(dòng)插管被構(gòu)造成至少部分地容納在基部插管的內(nèi)腔內(nèi)，(2)所述浮動(dòng)插管包括在接合于所述基部插管中時(shí)比所述基部插管的近側(cè)端部和遠(yuǎn)側(cè)端部近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)地延伸得更遠(yuǎn)的近側(cè)端部和遠(yuǎn)側(cè)端部，以及(3)所述浮動(dòng)插管被構(gòu)造成在接合于所述基部插管中時(shí)在沿著基部插管的縱向軸線的方向上移動(dòng)；遠(yuǎn)側(cè)止擋件，其連接到所述浮動(dòng)插管的遠(yuǎn)側(cè)端部，其中所述遠(yuǎn)側(cè)止擋件被構(gòu)造和定位成當(dāng)所述浮動(dòng)插管接合在所述基部插管中時(shí)，防止所述遠(yuǎn)側(cè)止擋件在近側(cè)方向上移動(dòng)經(jīng)過所述基部插管的遠(yuǎn)側(cè)端部；近側(cè)止擋件，其連接到所述浮動(dòng)插管的近側(cè)端部，其中所述近側(cè)止擋件被構(gòu)造和定位成防止所述近側(cè)止擋件在遠(yuǎn)側(cè)方向上移動(dòng)經(jīng)過所述基部插管的近側(cè)端部，并且其中從所述近側(cè)止擋件到遠(yuǎn)側(cè)止擋件的距離大于基部插管的近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)端部之間的距離；中空針，其連接到浮動(dòng)插管的遠(yuǎn)側(cè)端部；并且其中輸送管的第二端連接到中空針，并且輸送管的長度的至少一部分容納在浮動(dòng)插管的內(nèi)腔和/或基部插管的內(nèi)腔內(nèi)部。在某些實(shí)施方案中，一對支撐突片連接到基部插管。在一些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)進(jìn)一步包括可拆卸地附接到支撐突片的連接器。在某些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)進(jìn)一步包括立體定向設(shè)備，所述立體定向設(shè)備包括被構(gòu)造成降低到手術(shù)視野中的引導(dǎo)臂，其中連接器可拆卸地附接到立體定向設(shè)備的引導(dǎo)臂。在某些實(shí)施方案中，中空針包括組織止擋件。在某些實(shí)施方案中，可改變遠(yuǎn)側(cè)和/或近側(cè)止擋件在浮動(dòng)插管上的位置。在一些實(shí)施方案中，支撐突片包括手指夾。在一些實(shí)施方案中，連接器包括一個(gè)或多個(gè)凹部，所述凹部被構(gòu)造成緊密地配合一個(gè)或多個(gè)支撐突片的端部。在一些實(shí)施方案中，連接器包括突片鎖，所述突片鎖將一個(gè)或多個(gè)支撐突片鎖定在一個(gè)或多個(gè)凹部中的適當(dāng)位置。在一些實(shí)施方案中，卡普耳包含醫(yī)用流體物質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，醫(yī)用流體物質(zhì)包括細(xì)胞。在一些實(shí)施方案中，細(xì)胞是神經(jīng)祖細(xì)胞。在一些實(shí)施方案中，神經(jīng)祖細(xì)胞表達(dá)膠質(zhì)細(xì)胞系衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子。

在各種實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種用于將流體物質(zhì)注射到受試者中的方法，所述方法包括：提供(1)注射器泵系統(tǒng)，其包括馬達(dá)組件，所述馬達(dá)組件包括：(a)殼體，其包括第一端和第二端，(b)馬達(dá)，和(c)可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸件，其中所述馬達(dá)被構(gòu)造成促使所述可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸件旋轉(zhuǎn)，并且所述馬達(dá)和可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸件至少部分地容納在所述殼體內(nèi)；卡普耳組件，其包括(a)包括細(xì)長入口端口的第一端，(b)包括細(xì)長出口端口的第二端和(c)設(shè)置在細(xì)長入口端口和細(xì)長出口端口之間并與其流體連通的腔室；細(xì)長柱塞，其包括(a)接收端，(b)主體和(c)推動(dòng)端，其中(1)細(xì)長柱塞被構(gòu)造成嵌套在細(xì)長入口端口內(nèi)，(2)柱塞的推動(dòng)端被構(gòu)造成與腔室形成基本上不漏流體的密封，以及(3)可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸件被構(gòu)造成直接地、或通過中間軸件間接地對柱塞的接收端施加驅(qū)動(dòng)力，使得柱塞可沿著出口端口的方向推動(dòng)，從而逐出腔室中的任何流體；插管系統(tǒng)，其中所述插管系統(tǒng)包括輸送管，所述輸送管包括第一輸送管端和第二輸送管端，并且其中(1)所述第一輸送管端連接到卡普耳組件的第二端并與其流體連通，以及(2)第二輸送管端連接到中空針并與中空針流體連通；以及位于卡普耳的腔室內(nèi)的醫(yī)用流體物質(zhì)；(2)將中空針的一部分插入到受試者中；以及(3)將醫(yī)用流體物質(zhì)泵送出腔室，使其通過輸送管和中空針，并進(jìn)入受試者中。在一些實(shí)施方案中，中空針插入到受試者的脊髓中。在某些實(shí)施方案中，插管系統(tǒng)包括浮動(dòng)插管系統(tǒng)，所述浮動(dòng)插管系統(tǒng)包括：基部插管，其包括近側(cè)端部、遠(yuǎn)側(cè)端部和內(nèi)腔；浮動(dòng)插管，其包括內(nèi)腔，其中(a)所述浮動(dòng)插管被構(gòu)造成至少部分地容納在基部插管的內(nèi)腔內(nèi)部，(b)所述浮動(dòng)插管包括在接合于所述基部插管中時(shí)比所述基部插管的近側(cè)端部和遠(yuǎn)側(cè)端部近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)地延伸得更遠(yuǎn)的近側(cè)端部和遠(yuǎn)側(cè)端部，以及(c)所述浮動(dòng)插管被構(gòu)造成在接合于所述基部插管中時(shí)在沿著基部插管的縱向軸線的方向上移動(dòng)；遠(yuǎn)側(cè)止擋件，其連接到所述浮動(dòng)插管的遠(yuǎn)側(cè)端部，其中所述遠(yuǎn)側(cè)止擋件被構(gòu)造和定位成當(dāng)所述浮動(dòng)插管接合在所述基部插管中時(shí)，防止所述遠(yuǎn)側(cè)止擋件在近側(cè)方向上移動(dòng)經(jīng)過所述基部插管的遠(yuǎn)側(cè)端部；以及近側(cè)止擋件，其連接到所述浮動(dòng)插管的近側(cè)端部，其中(1)所述近側(cè)止擋件被構(gòu)造和定位成防止所述近側(cè)止擋件在遠(yuǎn)側(cè)方向上移動(dòng)經(jīng)過所述基部插管的近側(cè)端部；(2)從所述近側(cè)止擋件到遠(yuǎn)側(cè)止擋件的距離大于基部插管的近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)端部之間的距離；(3)中空針連接到浮動(dòng)插管的遠(yuǎn)側(cè)端部；(4)輸送管連接到中空針，以及(5)輸送管的長度的至少一部分容納在浮動(dòng)插管的內(nèi)腔和/或基部插管的內(nèi)腔內(nèi)部。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)進(jìn)一步包括連接到基部插管的一個(gè)或多個(gè)支撐突片。在某些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)進(jìn)一步包括可拆卸地附接到支撐突片的連接器。在某些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)進(jìn)一步包括立體定向設(shè)備，所述立體定向設(shè)備包括被構(gòu)造成降低到手術(shù)視野中的引導(dǎo)臂，并且其中連接器可拆卸地附接到立體定向設(shè)備的引導(dǎo)臂。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)的中空針包括組織止擋件。在某些實(shí)施方案中，可改變遠(yuǎn)側(cè)和/或近側(cè)止擋件在浮動(dòng)插管上的位置。在某些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)的支撐突片包括手指夾。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)的連接器包括一個(gè)或多個(gè)凹部，所述凹部被構(gòu)造成緊密地配合一個(gè)或多個(gè)支撐突片的端部。在某些實(shí)施方案中，被注射到受試者的脊髓中的醫(yī)用流體物質(zhì)包括細(xì)胞。在某些實(shí)施方案中，細(xì)胞是神經(jīng)祖細(xì)胞。在某些實(shí)施方案中，神經(jīng)祖細(xì)胞表達(dá)膠質(zhì)細(xì)胞系衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子。在一些實(shí)施方案中，受試者已被診斷為患有神經(jīng)性疾病、神經(jīng)性創(chuàng)傷、癌癥或它們的組合。在一些實(shí)施方案中，受試者是已被診斷為患有肌萎縮性側(cè)索硬化癥(als)的人。

在各種實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種試劑盒，其包括：上述任何注射器泵系統(tǒng)；以及其將物質(zhì)注射到受試者中的使用說明書。

在各種實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種用于將治療性物質(zhì)注射到受試者的組織部位中的系統(tǒng)。在一些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)包括立體定向設(shè)備，所述立體定向設(shè)備包括：引導(dǎo)臂，其被構(gòu)造成沿著第一軸線朝向或遠(yuǎn)離受試者的組織部位引導(dǎo)醫(yī)療器械；定位臂，其被構(gòu)造成沿著垂直于第一軸線的第二軸線定位引導(dǎo)臂；附接臂，其被構(gòu)造成將立體定向設(shè)備附接到組織牽開器的臂；以及連接臂，其被構(gòu)造成將所述附接臂連接到所述定位臂；其中所述引導(dǎo)臂、定位臂和連接臂中的一個(gè)或多個(gè)被機(jī)動(dòng)化并且被配置成是電子控制的，以便調(diào)整它們的相對位置。在某些實(shí)施方案中，所述引導(dǎo)臂、定位臂和連接臂中的一個(gè)或多個(gè)包括傳感器，所述傳感器用于感測它們相對于彼此或受試者上的界標(biāo)的位置。在一些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)被配置成從所述傳感器中的一個(gè)或多個(gè)無線地接收輸入和/或無線地控制所述立體定向設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)臂的位置。在一些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括連接到所述立體定向設(shè)備的所述引導(dǎo)臂的插管系統(tǒng)，其中所述插管系統(tǒng)包括中空管和連接到其的中空針。在某些實(shí)施方案中，所述插管系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述傳感器被配置成感測中空針插入到受試者中的程度。在某些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括注射器泵，其中所述注射器泵附接到所述立體定向設(shè)備，并且其中所述注射器泵連接到所述插管系統(tǒng)的中空管并與其流體連通。在某些實(shí)施方案中，所述注射器泵包括一個(gè)或多個(gè)電子控制的馬達(dá)，所述馬達(dá)被配置成將治療性物質(zhì)泵送通過所述插管系統(tǒng)的中空管和中空針。在一些實(shí)施方案中，所述注射器泵包括被配置成感測治療性物質(zhì)的體積和/或流速的一個(gè)或多個(gè)傳感器。在某些實(shí)施方案中，所述注射器泵馬達(dá)的操作由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制。

在各種實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種用于將治療性物質(zhì)注射到受試者的組織部位中的方法，所述方法包括：(1)提供用于將治療性物質(zhì)注射到受試者的組織部位中的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括(a)立體定向設(shè)備，所述立體定向設(shè)備包括：(i)引導(dǎo)臂，其被構(gòu)造成沿著第一軸線朝向或遠(yuǎn)離受試者的組織部位引導(dǎo)醫(yī)療器械；(ii)定位臂，其被構(gòu)造成沿著垂直于第一軸線的第二軸線定位引導(dǎo)臂；(iii)附接臂，其被構(gòu)造成將立體定向設(shè)備附接到組織牽開器的臂；以及(iv)連接臂，其被構(gòu)造成將附接臂連接到定位臂；其中引導(dǎo)臂、定位臂和連接臂中的一個(gè)或多個(gè)被機(jī)動(dòng)化并且被配置成是電子控制的，以便調(diào)整它們的相對位置；(b)插管系統(tǒng)，其包括中空管和連接到其的中空針，其中所述插管系統(tǒng)附接到立體定向設(shè)備的引導(dǎo)臂；以及(c)注射器泵，其包括腔室，所述腔室包括治療性物質(zhì)，其中注射器泵連接到插管的中空管并與其流體連通；操作立體定向設(shè)備以將插管系統(tǒng)的中空針定位到受試者的組織部位中；以及(3)操作注射器泵以將治療性物質(zhì)泵送通過插管系統(tǒng)的中空管和中空針并進(jìn)入受試者的組織部位中。在一些實(shí)施方案中，所述立體定向設(shè)備的引導(dǎo)臂、定位臂和連接臂中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步包括傳感器，所述傳感器用于感測它們相對于彼此或受試者上的界標(biāo)的位置。在一些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)被配置成從立體定向設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)傳感器無線地接收輸入和/或控制立體定向設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)臂的位置。在一些實(shí)施方案中，所述插管系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述傳感器被配置成感測中空針插入到受試者中的程度。在一些實(shí)施方案中，所述注射器泵進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)電子控制的馬達(dá)，所述馬達(dá)被配置成將所述治療性物質(zhì)泵送通過所述插管系統(tǒng)的中空管和中空針。在一些實(shí)施方案中，所述注射器泵進(jìn)一步包括被配置成感測治療性物質(zhì)的體積和/或流速的一個(gè)或多個(gè)傳感器。在某些實(shí)施方案中，所述注射器泵和/或立體定向設(shè)備以電子方式操作。在某些實(shí)施方案中，受試者的組織部位是受試者的脊髓。在某些實(shí)施方案中，治療性物質(zhì)包括神經(jīng)祖細(xì)胞。在各種實(shí)施方案中，神經(jīng)祖細(xì)胞表達(dá)膠質(zhì)細(xì)胞系衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子。在某些實(shí)施方案中，受試者已被診斷為患有神經(jīng)性疾病、神經(jīng)性創(chuàng)傷、癌癥或它們的組合。在一些實(shí)施方案中，受試者已被診斷為患有肌萎縮性側(cè)索硬化癥。

附圖說明

示例性實(shí)施方案在附圖中示出。希望本文公開的實(shí)施方案和附圖被視為說明性而非限制性。

圖1a描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的立體定向設(shè)備100。立體定向設(shè)備100被夾持到組織牽開器300的臂301。圓柱形物體400通過側(cè)夾6000緊固到立體定向設(shè)備100。圖1b描繪了未附接到組織牽開器的立體定向設(shè)備100。圖1c描繪了立體定向設(shè)備200。圖1d描繪了附接到圓柱形物體400和組織牽開器300的立體定向設(shè)備100。器械7000被示為附接到立體定向設(shè)備100的引導(dǎo)臂1000，并且在組織牽開器300的臂之間沿z軸線向下延伸。

圖2a描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的立體定向設(shè)備100。示出了組織牽開器300和圓柱形物體400。圖2b描繪了立體定向設(shè)備100的替代視圖。圖2c描繪了立體定向設(shè)備200的替代視圖。

圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的立體定向設(shè)備100的部分分解視圖。

圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的立體定向設(shè)備100的部分分解視圖。

圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，松動(dòng)旋鈕114允許調(diào)整定位臂2000沿著x軸線的位置。

圖6描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，松動(dòng)螺釘135允許調(diào)整定位臂2000沿著y軸線的位置。

圖7描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，松動(dòng)旋鈕130允許調(diào)整圓柱形物體400沿著x軸線的位置。

圖8描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，旋鈕114的松動(dòng)允許定位臂2000圍繞x軸線的旋轉(zhuǎn)以及引導(dǎo)臂1000沿著y-z平面的相關(guān)聯(lián)運(yùn)動(dòng)。

圖9描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，松動(dòng)螺釘135允許十字夾具132圍繞y軸線的旋轉(zhuǎn)，以及引導(dǎo)臂1000沿著x-z平面的相關(guān)聯(lián)運(yùn)動(dòng)。

圖10描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，旋轉(zhuǎn)撥盤116引起定位臂2000的內(nèi)部嵌套元件112的伸縮。圖10還示出了旋轉(zhuǎn)撥盤101引起器械附接部件107沿著z軸線的運(yùn)動(dòng)。

圖11描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，旋轉(zhuǎn)撥盤131引起連接臂3000的內(nèi)部嵌套元件119的伸縮運(yùn)動(dòng)。

圖12描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的連接臂3000的部分分解視圖。標(biāo)記為“14a”的箭頭表示圖14a中所示的橫截面。

圖13描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的連接臂3000的一部分的分解視圖。

圖14a描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的連接臂3000的長軸的橫截面視圖。圖14b描繪了連接臂3000的短軸的橫截面視圖。

圖15描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的定位臂2000的部分分解視圖。標(biāo)記為“17a”的箭頭表示圖17a中所示的橫截面。

圖16描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的定位臂2000的一部分的部分分解視圖。

圖17a描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的定位臂2000的長軸的橫截面視圖。圖17b描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的定位臂2000的短軸的橫截面視圖。

圖18描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的引導(dǎo)臂1000的分解視圖。標(biāo)記為“19”的箭頭表示圖19中所示的橫截面。

圖19描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的引導(dǎo)臂1000的長軸的橫截面視圖。

圖20描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的側(cè)夾6000的分解視圖，以及其與固定臂4000的附接。

圖21描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的固定臂4000的替代分解視圖。

圖22描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的側(cè)夾6000。

圖23描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000的透視圖。

圖24描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的附接到連接器420的浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000的透視圖。

圖25描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000和連接器420的分解視圖。

圖26描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的附接到連接器420的浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000的透視圖和分解視圖。

圖27描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的附接到連接器420的浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000的側(cè)視圖。

圖28描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的在附接到連接器420和立體定向裝置100之前的浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000的透視圖。

圖29描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000和已經(jīng)安裝在連接器420和立體定向裝置100上的銷424a和424b(示于圖28中)的支撐突片402a和402b的透視圖。

圖30描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的在支撐突片402a和402b已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到空間或凹部422a和422b中之后附接到連接器420和立體定向裝置100的浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000的透視圖。

圖31描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的注射器泵9000的部分分解視圖。

圖32描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的注射器泵9000的橫截面和部分分解視圖。

圖33描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的注射器泵9000的一部分的橫截面視圖。

圖34描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，注射器泵9000可定位在立體定向裝置100的側(cè)夾6000中。

圖35描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，注射泵9000接合在立體定向裝置100的側(cè)夾6000中。

圖36描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的通過輸送管7000連接到浮動(dòng)插管8000的注射器泵9000。浮動(dòng)插管8000被示為連接到立體定向裝置100的引導(dǎo)臂。

圖37描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，注射器泵9000可通過管10000連接到浮動(dòng)插管8000。管10000在一端上終止在聯(lián)結(jié)器/連接器10001中，所述聯(lián)結(jié)器/連接器將管10000聯(lián)結(jié)到注射器泵9000。另一方面，管10000通過凸魯爾鎖配件10002和凹魯爾鎖配件10003連接到輸送管7000。浮動(dòng)插管8000被示為連接到立體定向裝置100的引導(dǎo)臂。

圖38描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，箭頭和線表示各種部件或部件類別(標(biāo)記為“a”、“b”和“c”)于立體定向裝置和與其附接的注射器泵上可定位的位置。“a”表示諸如機(jī)電開關(guān)、光學(xué)傳感器、電磁傳感器和電容傳感器等一個(gè)或多個(gè)部件，如本文更詳細(xì)描述?！癰”表示諸如基于應(yīng)變計(jì)的傳感器、基于壓電的傳感器、電磁傳感器、光學(xué)傳感器、電容傳感器和電勢計(jì)式傳感器等一個(gè)或多個(gè)部件?！癱”表示諸如基于視頻的運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)、電勢計(jì)(線性距離傳感器)、線性可變差動(dòng)變壓器(lvdt)、感應(yīng)式接近傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、增量編碼器、絕對位置編碼器、gill傳感器和超聲波傳感器等一個(gè)或多個(gè)部件。

圖39描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，箭頭和線表示各種部件或部件類別(標(biāo)記為“a”、“b”和“c”)于浮動(dòng)插管系統(tǒng)上可定位的位置?！癮”表示諸如機(jī)電開關(guān)、光學(xué)傳感器、電磁傳感器和電容傳感器等一個(gè)或多個(gè)部件，如本文更詳細(xì)描述?！癰”表示諸如基于應(yīng)變計(jì)的傳感器、基于壓電的傳感器、電磁傳感器、光學(xué)傳感器、電容傳感器和電勢計(jì)式傳感器等一個(gè)或多個(gè)部件。“c”表示諸如基于視頻的運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)、電勢計(jì)(線性距離傳感器)、線性可變差動(dòng)變壓器(lvdt)、感應(yīng)式接近傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、增量編碼器、絕對位置編碼器、gill傳感器和超聲波傳感器等一個(gè)或多個(gè)部件。

具體實(shí)施方式

本文引用的所有參考文獻(xiàn)的全部內(nèi)容以引用的方式并入，如同完整闡述般。除非另有明確定義，否則本文中使用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所通常理解的意義相同的意義。szycher’sdictionaryofmedicaldevicescrc出版社,1995可為本文中使用的許多術(shù)語和短語提供有用的指導(dǎo)。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識到可用于本發(fā)明的實(shí)踐中的與本文所述類似或等同的許多方法和材料。實(shí)際上，本發(fā)明決不限于具體描述的方法和材料。

在一些實(shí)施方案中，用于描述和要求保護(hù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的諸如尺寸、形狀、相對位置等的性質(zhì)應(yīng)被理解為由術(shù)語“約”修飾。

術(shù)語“患者”和“受試者”在本文中可互換使用。這些術(shù)語旨在包括所有動(dòng)物受試者，包括哺乳動(dòng)物。人類患者/受試者旨在處于使用本文所述的本發(fā)明系統(tǒng)、設(shè)備和方法的各種實(shí)施方案治療的患者/受試者的范圍內(nèi)。

如本文所使用，術(shù)語“解剖特征”和“解剖結(jié)構(gòu)”包括在受試者的身體上或身體中發(fā)現(xiàn)的任何組織或組織集合。

如本文所使用，術(shù)語“流體”包括任何流體，包括但不限于氣體或流體。

如本文所示，在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明公開了新穎的穩(wěn)定設(shè)備、插管系統(tǒng)和設(shè)備、注射器泵系統(tǒng)和設(shè)備以及其使用方法。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明公開了可單獨(dú)使用或與上述設(shè)備、系統(tǒng)和方法結(jié)合使用的成像系統(tǒng)和方法。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明公開了上述設(shè)備和系統(tǒng)通過傳感器、馬達(dá)、接收器、發(fā)射器和計(jì)算機(jī)而實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化。雖然本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易地理解存在本文所述的系統(tǒng)和的許多可能的應(yīng)用，但是某些實(shí)施方案對于在脊髓上或周圍執(zhí)行的程序特別有用，所述程序包括向其輸送切割刃細(xì)胞和分子療法。

雖然本文描述了立體定向設(shè)備的許多實(shí)施方案，但是它們均具有某些共同的特征。首先，每個(gè)立體定向設(shè)備包括構(gòu)成能夠穩(wěn)定地連接到組織牽開裝置的臂或其他支撐系統(tǒng)(例如，桌子、燈或可被夾持的任何其他固體物體)的“固定區(qū)段”的一個(gè)或多個(gè)部件。本文所述的每個(gè)立體定向設(shè)備共同具有的第二特征是“定位區(qū)段”，其包括能夠?qū)⑵餍刀ㄎ辉谑茉囌呱眢w中的期望位置上的一個(gè)或多個(gè)部件。第三個(gè)共同特征是“連接區(qū)段”，其用于可操作地連接定位區(qū)段和固定區(qū)段。第四個(gè)共同特征是“引導(dǎo)區(qū)段”，其可用于將器械引導(dǎo)到受試者身體中或從受試者身體移除器械。

下文提供了對可用于到達(dá)上述每個(gè)共同區(qū)段的各種部件、部件的組合以及部件相對于彼此的配置的描述。還描述了可添加到立體定向設(shè)備的另外特征。

固定區(qū)段

在一些實(shí)施方案中，立體定向設(shè)備的固定區(qū)段被構(gòu)造成可拆卸地附接到組織牽開器的臂或任何類似尺寸的裝置?？墒褂酶鞣N各樣的部件和其組合，以多種方式中的任一種來實(shí)現(xiàn)可拆卸的附接。僅舉非限制性實(shí)施例，固定區(qū)段可通過使用一個(gè)或多個(gè)鉤扣、一個(gè)或多個(gè)夾具、一個(gè)或多個(gè)磁體、一個(gè)或多個(gè)螺釘、一個(gè)或多個(gè)銷、一個(gè)或多個(gè)狹槽和溝槽布置、一根或多根條帶、它們的組合等附接到組織牽開器的臂。因此，這些部件中的每一個(gè)及其修改版本均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。進(jìn)一步預(yù)期，設(shè)備的附接部分可被構(gòu)造成附接到在執(zhí)行醫(yī)療程序的環(huán)境中可能發(fā)現(xiàn)的各種類型的設(shè)備中的任一種，所述環(huán)境包括但不限于桌子、燈、支架、托盤、成像設(shè)備等。還預(yù)期，裝置可被配置成用于非手術(shù)環(huán)境中，其中其可用于執(zhí)行需要使用精確引導(dǎo)的任何目標(biāo)。還應(yīng)當(dāng)理解的是，裝置可針對這些目標(biāo)適當(dāng)?shù)匕幢壤糯蠡蚩s小。因此，裝置可被配置為適當(dāng)?shù)某叽纾跃_地輸送微觀尺度的物品(例如，將物質(zhì)注射到細(xì)胞中)，或者其可被配置為適當(dāng)?shù)某叽鐏矶ㄎ换蜉斔痛蟮枚嗟奈锲贰?/p>

在一些實(shí)施方案中，夾持機(jī)構(gòu)被并入在固定臂上，并用于將立體定向設(shè)備附接到組織牽開器的臂。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易理解，許多類型的夾持機(jī)構(gòu)適于實(shí)現(xiàn)此功能。圖3中描繪了一個(gè)非限制性實(shí)施例，其示出了固定臂4000的夾持機(jī)構(gòu)5000可用于夾持組織牽開器300的夾持臂301(部分示出)。圖21中示出了此特定實(shí)施方案的夾持部件的更詳細(xì)的視圖，并且在實(shí)施例部分中透徹描述了各個(gè)部件(和其功能)。

重要的是，圖21中所示的夾持機(jī)構(gòu)可用于將立體定向設(shè)備(包括立體定向設(shè)備100)牢牢地和可拆卸地附接到多個(gè)不同類型的組織牽開器的臂。夾持機(jī)構(gòu)可附接的牽開器的非限制性實(shí)施例包括桅桿象限牽開器系統(tǒng)(medtronic)、mars牽開器系統(tǒng)(globusmedical)、spyder牽開器系統(tǒng)(aesculap)、峽谷牽開器系統(tǒng)(k2m)、synframe牽開器系統(tǒng)(depuysynthes)和luxor牽開器系統(tǒng)(stryker)。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易理解，與上述那些牽開器相似的具有一個(gè)或多個(gè)臂的任何牽開器也可與本文所述的本發(fā)明的立體定向設(shè)備結(jié)合使用。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，上述替代的附接機(jī)構(gòu)(諸如夾具、鉤扣和類似機(jī)構(gòu))將允許將設(shè)備的固定區(qū)段附接到上文沒有具體列出的替代牽開器裝置的一個(gè)或多個(gè)臂。類似地，立體定向設(shè)備的固定區(qū)段可包括用于將立體定向設(shè)備附接到除組織牽開器以外的裝置而不會(huì)顯著影響裝置的其余部分的功能的合適形狀、尺寸和取向的附接機(jī)構(gòu)。

定位區(qū)段

在醫(yī)療應(yīng)用的上下文中，定位區(qū)段的目的是允許通過定位器械所附接的引導(dǎo)臂來將器械穩(wěn)定地定位在期望的解剖位置上。存在可構(gòu)成立體定向設(shè)備的定位區(qū)段的許多可能的部件和其構(gòu)造。在某些實(shí)施方案中，定位區(qū)段包括允許伸縮運(yùn)動(dòng)的部件，這允許精細(xì)調(diào)整附接到引導(dǎo)臂的器械的位置。在一些實(shí)施方案中，使用定位臂。在各種實(shí)施方案中，定位臂包括兩個(gè)或更多個(gè)嵌套元件，所述嵌套元件以允許伸縮運(yùn)動(dòng)的方式可操作地連接到彼此以及輸入部件(例如，撥盤)。在非限制性實(shí)施例中，伸縮運(yùn)動(dòng)由圖15-17中所描繪的部件完成。實(shí)施例部分中透徹描述了圖15-17的特定部件之間的相互作用和操作。

穩(wěn)定和控制定位臂的伸縮運(yùn)動(dòng)的可能方式有很多種。僅舉非限制性實(shí)施例，如果使用具有螺紋軸件的機(jī)構(gòu)，如圖15-17中所示，那么可使用軸件上的螺紋的數(shù)量和螺紋的間距來規(guī)定定位臂響應(yīng)于相關(guān)聯(lián)輸入(例如，撥盤旋轉(zhuǎn))伸縮的度數(shù)。在某些實(shí)施方案中，定位臂通過使用限制其除了沿著軸被推進(jìn)或縮回之外的所有運(yùn)動(dòng)范圍的部件而被穩(wěn)定。僅舉非限制性實(shí)施例，圖16示出了引導(dǎo)固定螺釘176a和176b以及支撐元件178a和178b的構(gòu)型用于對定位臂2000的內(nèi)部嵌套元件112的l形軌道179a和179b施加壓力。圖16還示出了螺釘175定位于固定螺釘176a和176b的相對側(cè)上，以便增加內(nèi)部嵌套部件112的穩(wěn)定性，特別是在其被延伸或縮回時(shí)。所有這些部件可幫助在利用裝置的同時(shí)提高精確度，這在醫(yī)療環(huán)境中可能是尤其重要的。

將定位臂附接到引導(dǎo)臂有許多可能的方式。如圖3中所示，單向定位臂2000可通過使用螺釘133連接到引導(dǎo)臂1000，所述螺釘橫跨引導(dǎo)臂1000的短軸并連接到帶溝槽的接收插口134。

連接區(qū)段

立體定向設(shè)備的連接區(qū)段的長軸可被構(gòu)造成垂直于固定區(qū)段和定位區(qū)段的長軸。在一些實(shí)施方案中，連接區(qū)段(如定位區(qū)段)是伸縮臂(“連接臂”)。在一些實(shí)施方案中，如上所述，伸縮連接臂可通過可與定位區(qū)段相關(guān)聯(lián)的任何上述部件來穩(wěn)定和控制。僅舉非限制性實(shí)施例，可通過使用圖12-14中所示的部件來實(shí)現(xiàn)連接臂的伸縮，實(shí)施例部分中透徹描述了部件之間的相互作用和功能。

引導(dǎo)區(qū)段

引導(dǎo)區(qū)段可被構(gòu)造成允許可延伸到受試者身體中和從受試者身體縮回的一個(gè)或多個(gè)器械的附接。在其他實(shí)施方案中，如上所示，引導(dǎo)區(qū)段可用于朝向另一目標(biāo)延伸或從另一目標(biāo)縮回，包括在非醫(yī)療環(huán)境中。在一些實(shí)施方案中，引導(dǎo)區(qū)段包括引導(dǎo)臂。器械可連接到引導(dǎo)臂的可能方式有許多種。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易理解，可用于將器械附接到引導(dǎo)臂的可能部件將根據(jù)要附接的器械的尺寸和性質(zhì)而變化。僅舉非限制性實(shí)施例，可通過使用一根或多根條帶、夾具、鉤扣、磁體和它們的組合來實(shí)現(xiàn)將各種器械附接到引導(dǎo)臂。

可附接到引導(dǎo)臂的器械的實(shí)施例包括但決不限于插管(包括本文所述的浮動(dòng)插管系統(tǒng))、活檢針、針、管、燒灼裝置、激光器、鉆頭、內(nèi)窺鏡、導(dǎo)絲、光纖裝置、電極、鋸、超聲波裝置、分光裝置、相機(jī)、電傳感器、熱傳感器、導(dǎo)管、引流管、成像裝置(諸如本文中列出和/或描述的那些裝置中的任一者)等。在某些實(shí)施方案中，由本文所述的本發(fā)明設(shè)備引導(dǎo)的器械包括引導(dǎo)針和被配置為同心地容置在引導(dǎo)針中的注射針。在一些實(shí)施方案中，一旦引導(dǎo)針在醫(yī)療程序期間被適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉谑茉囌咧?，引?dǎo)針和注射針的同心布置便允許注射針推進(jìn)穿過引導(dǎo)針，使得注射針可輸送生物或化學(xué)材料的有效載荷到受試者的適當(dāng)部位。在一些實(shí)施方案中，由本發(fā)明設(shè)備引導(dǎo)和/或穩(wěn)定的器械是脊柱多節(jié)段細(xì)胞和藥物輸送裝置，諸如美國專利申請?zhí)?2/598,667中描述的裝置，該申請的全部內(nèi)容以引用方式并入本文，如同完整闡述般。

本領(lǐng)域中的技術(shù)人員還將容易理解，可將設(shè)備構(gòu)造成在連接到引導(dǎo)臂的同時(shí)允許器械延伸到受試者或其他目標(biāo)和從受試者或其他目標(biāo)縮回的可能方式存在很多種。圖18描繪了可用于該目的的機(jī)構(gòu)的一個(gè)非限制性實(shí)施例。實(shí)施例部分中透徹地述了圖18中所示的部件之間相關(guān)性與那些部件的功能。

單獨(dú)區(qū)段的取向

固定區(qū)段、連接區(qū)段、定位區(qū)段和引導(dǎo)區(qū)段可通過各種方式中的任一種彼此連接，這取決于每個(gè)區(qū)段的期望的運(yùn)動(dòng)范圍。在一些實(shí)施方案中，定位臂和連接臂相對于彼此的垂直取向通過使用具有垂直定位的夾持套環(huán)的部件來建立。在實(shí)施方案中，可使用十字夾具132(描繪于圖1a中)。如圖5中所示，當(dāng)使用十字夾具132固定定位臂2000時(shí)，旋鈕114可旋轉(zhuǎn)以松動(dòng)套環(huán)115，從而允許調(diào)整定位臂2000沿著x軸線的位置。如圖8中所示，通過旋轉(zhuǎn)旋鈕114松動(dòng)套環(huán)115還允許定位臂2000沿著x軸線旋轉(zhuǎn)，這轉(zhuǎn)化成引導(dǎo)臂1000沿著y-z平面的運(yùn)動(dòng)。

如圖6中所示，當(dāng)使用十字夾具132固定連接臂3000時(shí)，螺釘135的旋轉(zhuǎn)松動(dòng)下套環(huán)117，這允許調(diào)整定位臂2000沿著y軸線的位置。如圖9中所示，松動(dòng)套環(huán)117還允許十字夾具132沿著y軸線旋轉(zhuǎn)，這轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)化成引導(dǎo)臂1000沿著x-z平面的運(yùn)動(dòng)。

另外的特征

上述立體定向設(shè)備的主要區(qū)段可被構(gòu)造成允許在設(shè)備上并入另外的特征。例如，立體定向設(shè)備可包括定位于設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)主要區(qū)段(即，引導(dǎo)區(qū)段、定位區(qū)段、連接區(qū)段和附接區(qū)段)上的夾具(或本文所述的任何其他附接機(jī)構(gòu))，用于附接對特定應(yīng)用有用的另外的器械或裝置。

在某些實(shí)施方案中，立體定向設(shè)備包括附接到固定區(qū)段的側(cè)夾，所述側(cè)夾允許附接有用的器械或裝置。例如，如圖3中所示，側(cè)夾6000可用于保持圓柱形裝置400。特定非限制性實(shí)施方案的部件(側(cè)夾6000)在圖22中清楚地示出，并且在實(shí)施例部分中進(jìn)行了透徹描述。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易地理解，諸如側(cè)夾6000的側(cè)夾可用于將具有適當(dāng)尺寸的多個(gè)裝置中的任何一個(gè)附接到立體定向設(shè)備。盡管圖3中所示的特定裝置400是圓柱形的，但是實(shí)際上幾乎任何形狀的裝置可通過適當(dāng)?shù)匦薷膴A具(例如，側(cè)夾)的形狀和尺寸來附接。

可附接到本文所述的立體定向設(shè)備的裝置可包括但不決不限于泵(諸如本文所述的注射器泵系統(tǒng)的泵)、用于接收從受試者身體移除的物質(zhì)的貯存器、小型馬達(dá)、控制面板、成像裝置或其一部分(包括本文所述的任何適當(dāng)尺寸的成像裝置)等。在一些實(shí)施方案中，所附接的裝置是可被定位成觀察患者身體中接合組織牽開器的開口的光纖相機(jī)或其一部分。在一些實(shí)施方案中，附接到設(shè)備的貯存器可被構(gòu)造成保持各種有用物質(zhì)中的任何一種，包括但決不限于細(xì)胞(包括用于各種治療性處理的干細(xì)胞)、流體、藥物、造影劑、放射性材料、它們的組合等。

可連接到本文所述的本發(fā)明設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)區(qū)段的附加類別的裝置是光源。在各種實(shí)施方案中，本發(fā)明設(shè)備可包括一個(gè)或多個(gè)光源，所述光源被構(gòu)造成在醫(yī)療程序期間將光投射到受試者身體上或身體中的有關(guān)區(qū)域上。在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)光源附接到引導(dǎo)臂。在一些實(shí)施方案中，光源是激光器。在一些實(shí)施方案中，光源是可用于燒灼或切割的相對高能量的激光器。在一些實(shí)施方案中，光源是相對低能量的激光器，所述激光器可用于在視覺上瞄準(zhǔn)受試者身體上或身體中的某個(gè)區(qū)域以進(jìn)行切割或其他醫(yī)療干預(yù)。在其他實(shí)施方案中，光源提供相對低能量的光以幫助可視化有關(guān)區(qū)域。在其他實(shí)施方案中，光源提供引起熒光團(tuán)熒光的波長的光。在各種實(shí)施方案中，熒光團(tuán)被直接引入到受試者的身體中，存在于駐留于受試者身體內(nèi)或天然存在的細(xì)胞中。僅舉非限制性實(shí)施例，由光源投射的光的波長可在可見、ir或uv范圍中。

可并入到本文所述的立體定向設(shè)備上的另一類別的裝置是成像模式。在一些實(shí)施方案中，成像模式附接到引導(dǎo)臂。然而，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識到，適當(dāng)尺寸的成像模式(或本文所述的或與之類似的任何其他裝置)的全部或一部分可通過本文所述的任何形式的附接而附接到本文所述的設(shè)備的任何臂。在一些實(shí)施方案中，成像模式包括用于執(zhí)行mri、ct或超聲成像的裝置。在一些實(shí)施方案中，內(nèi)窺鏡附接到引導(dǎo)臂。在一些實(shí)施方案中，顯微鏡或其他放大器械的一個(gè)或多個(gè)部件附接到引導(dǎo)臂。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易地理解，適用于附接到引導(dǎo)臂的尺寸的許多其他有用器械中的任何一種可與本文所述的本發(fā)明設(shè)備結(jié)合使用，并且通過本文所述的任何附接手段附接到其上。

如上所示，在一些實(shí)施方案中，所述設(shè)備被配置成使得可手動(dòng)操縱上述各個(gè)區(qū)段的位置。然而，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易理解，所述設(shè)備還可被配置有一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)、齒輪、滑輪和電子控制件，使得設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)區(qū)段可以是電子控制的。

在一些實(shí)施方案中，本文所述的設(shè)備或其一個(gè)或多個(gè)部分由不銹鋼制成。在一些實(shí)施方案中，設(shè)備由鈦、奧氏體鋼、馬氏體鋼、黃銅、碳纖維、塑料、復(fù)合材料、它們的組合等制成。在優(yōu)選實(shí)施方案中，所使用的一種或多種材料是生物相容的。

在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種方法，其包括使用本文所述的任何立體定向設(shè)備，以促進(jìn)以下程序中的一個(gè)或多個(gè)：(1)將物質(zhì)引入到受試者中；(2)從受試者中移除物質(zhì)；以及(3)操縱受試者身體的一部分。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易理解，裝置可用于將物質(zhì)引入到受試者身體中和/或從受試者身體的任何部分移除物質(zhì)，包括但決不限于器官、關(guān)節(jié)(肩、髖、膝蓋等)、韌帶、肌腱、肌肉、眼睛、腔或任何其他組織。在一些實(shí)施方案中，設(shè)備可用于將物質(zhì)引入到受試者腦部中或從受試者腦部中移除物質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，引入到受試者身體中的物質(zhì)可包括但決不限于生物和/或合成物質(zhì)。生物物質(zhì)可包括但決不限于干細(xì)胞、神經(jīng)祖細(xì)胞、組織、血液、激素、凝血因子、載體(包括但不限于病毒載體、質(zhì)粒等)、dna、rna、蛋白質(zhì)、生長因子、抑制物質(zhì)、基質(zhì)、它們的組合等?？梢氲绞茉囌呱眢w中的合成物質(zhì)可包括但決不限于藥劑、標(biāo)志物(包括但不限于生物標(biāo)志物或任何其他類型的可使用或不使用成像設(shè)備可視化的標(biāo)志物)、可植入的醫(yī)療裝置、電傳感器、電刺激器(包括用于刺激受試者腦部的一個(gè)或多個(gè)部分的裝置)、膠水、縫合線、化學(xué)治療劑、放射性材料、超極化物質(zhì)和它們的組合等。

可使用本發(fā)明的立體定向設(shè)備和方法從受試者身體中移除的物質(zhì)除了組織、器官、癌細(xì)胞和癌前細(xì)胞、骨髓、流體、異物和它們的組合等之外，還包括但決不限于可引入到受試者中的任何上述物質(zhì)。

在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明方法包括使用本文所述的任何本發(fā)明設(shè)備來定位本文所述的任何器械，使得它們可被引入在本文所述的牽開器裝置的伸展元件之間，并且然后被引導(dǎo)在與所述伸展元件相關(guān)聯(lián)的組織的相鄰區(qū)段之間。在實(shí)施方案中，本發(fā)明方法包括使用本發(fā)明設(shè)備100的引導(dǎo)臂1000將與插管相關(guān)聯(lián)的針引入到受試者脊髓的任何部分(包括在本文的非限制性實(shí)施例中具體描述的區(qū)段)中。神經(jīng)祖細(xì)胞的有效載荷然后被推進(jìn)通過插管和針并進(jìn)入受試者脊髓中。在一些實(shí)施方案中，神經(jīng)祖細(xì)胞表達(dá)膠質(zhì)細(xì)胞系衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子(gdnf)。在一些實(shí)施方案中，受試者已被診斷為患有神經(jīng)退行性疾病。在一些實(shí)施方案中，神經(jīng)退行性疾病是肌萎縮性側(cè)索硬化(als)。在一些實(shí)施方案中，受試者具有神經(jīng)性損傷。在一些實(shí)施方案中，受試者脊髓的一個(gè)或多個(gè)區(qū)段被損壞、切斷或部分切斷。

在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種方法，其包括(1)將本文所述的任何設(shè)備附接到牽開器的臂；(2)將本文所述的任何器械附接到設(shè)備的引導(dǎo)臂(通過上述任何手段)；以及(3)將器械推進(jìn)通過牽開器的分離元件并通過受試者身體中的切口進(jìn)入受試者身體中。圖1d示出了可如何定位設(shè)備的部件來執(zhí)行此方法的非限制性實(shí)施例。

浮動(dòng)插管器械和系統(tǒng)

在一些實(shí)施方案中，本文所述的任何立體定向裝置的引導(dǎo)臂可附接到本文所述的任何浮動(dòng)插管系統(tǒng)。附接到引導(dǎo)臂的浮動(dòng)插管系統(tǒng)(或其一個(gè)或多個(gè)部件)可用于執(zhí)行精確注射(包括注射任何醫(yī)用物質(zhì)，無論是否在本文中描述)。僅舉非限制性實(shí)施例，當(dāng)將物質(zhì)注射到脊髓中時(shí)，可使用插管系統(tǒng)和立體定向裝置，從而允許護(hù)理者將插管和針準(zhǔn)確地定位在正確位置。

通常，一旦將針插入到受試者的組織中，受試者相對于針的任何移動(dòng)便可能損害受試者的組織。這對于對敏感區(qū)域(諸如脊髓或腦部)的注射特別有問題，因?yàn)閷顾杌蚰X部的損害可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。例如，如果立體定向裝置將針降低到脊柱中，并且針沒有提供止擋機(jī)構(gòu)，或允許沿著針的縱向軸線移動(dòng)，那么患者的反射(包括但不限于心臟或肺部反射)、抽搐或屈曲可能導(dǎo)致針穿透太遠(yuǎn)，或以其他方式改變方向、損害或切斷脊髓組織(例如，通過剪切)。這可能對患者產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。

因此，在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種浮動(dòng)插管系統(tǒng)，其具有可與本文所述的任何立體定向系統(tǒng)分開使用或與之結(jié)合使用的一個(gè)或多個(gè)部件。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管便可附接到立體定向裝置的引導(dǎo)臂，從而允許一旦針已經(jīng)插入到患者中，插管便響應(yīng)于患者移動(dòng)而移動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，系統(tǒng)包括與基部插管相互作用的浮動(dòng)插管，其中浮動(dòng)插管可相對于基部插管上下移動(dòng)以適應(yīng)患者的移動(dòng)。基部插管可附接到連接器，連接器轉(zhuǎn)而附接到立體定向裝置。此構(gòu)型可提供從連接器與立體定向裝置的附接所獲得的穩(wěn)定性和支撐。在其他實(shí)施方案中，基部插管可直接附接到立體定向裝置?；坎骞芸砂▋蓚€(gè)或更多個(gè)支撐突片，諸如圖23中所描繪的支撐突片402a和402b，所述支撐突片具有接收附接到連接器的銷的孔，諸如圖23中所描繪的孔417a和417b。另外，突片可包括指墊以方便護(hù)理者操縱和處理插管。

在一些實(shí)施方案中，支撐突片可包括插口(例如，圖23的元件417a和417b)以可拆卸地連接到由連接器支撐的銷或?qū)⒅瓮黄惭b在所述銷上。這將允許突片將基部插管保持在適當(dāng)位置，同時(shí)允許圍繞銷旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方案中，連接器可包括鎖定構(gòu)件。僅舉非限制性實(shí)施例，連接器420可包括鎖定構(gòu)件418，如圖24中所描繪。在一些實(shí)施方案中，支撐突片可旋轉(zhuǎn)到連接器中的凹槽或空間中，并且然后可移動(dòng)鎖定構(gòu)件以阻止支撐突片旋轉(zhuǎn)退出。僅舉實(shí)施例，圖24示出了連接器420的凹入部分，其中支撐突片402a和402b通過鎖定構(gòu)件418接合并固定在適當(dāng)位置。在一些實(shí)施方案中，可使用一個(gè)以上鎖定構(gòu)件來阻擋支撐突片。

在一些實(shí)施方案中，鎖定構(gòu)件是物理限制，其通過旋轉(zhuǎn)阻擋支撐突片旋出適當(dāng)位置的手柄而產(chǎn)生干涉配合。一旦突片安裝在銷上，鎖定手柄便可旋轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，并且然后旋轉(zhuǎn)到連接器上的一個(gè)或多個(gè)狹槽中。因此，在一些實(shí)施方案中，基部插管可通過連接器剛性地附接到立體定向裝置。在其他實(shí)施方案中，基部插管可通過突片直接附接到立體定向裝置的引導(dǎo)臂或其他定位區(qū)段。在其他實(shí)施方案中，立體定向裝置可包括直接附接到插管的圓管的壓力袖帶。最終，可使用各種方法/裝置來將基部插管附接到立體定向裝置，包括本文描述和/或描繪的任何合適類型的附接機(jī)構(gòu)中的一種或多種。

浮動(dòng)插管可從由立體定向裝置支撐的基部插管向下延伸。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管將裝配在基部插管的內(nèi)腔內(nèi)部。在其他實(shí)施方案中，基部插管將裝配在浮動(dòng)插管的內(nèi)腔內(nèi)部。在兩個(gè)實(shí)施方案中，同心配合允許基部插管接觸浮動(dòng)插管，同時(shí)允許浮動(dòng)插管沿著基部插管的縱向軸線并相對于基部插管滑動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管和基部插管之間的配合將防止浮動(dòng)插管除了沿著縱向軸線之外基本上在其他方向上移動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管和基部插管可通過鉸鏈機(jī)構(gòu)連接到立體定向裝置，所述鉸鏈機(jī)構(gòu)允許沿垂直于插管的縱向軸線的方向運(yùn)動(dòng)，以便在針被放置之后適應(yīng)患者的移動(dòng)。

在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管將沿著基部插管的內(nèi)腔內(nèi)部延伸，并且浮動(dòng)插管將具有足夠的長度以在基部插管的兩側(cè)上突出。此外，浮動(dòng)插管可包括止擋件，所述止擋件被定位成使得當(dāng)浮動(dòng)插管接合在基部插管中時(shí)，它們被定位成超過基部插管的每個(gè)端部。僅舉實(shí)施例，止擋件可根據(jù)圖26中所示的布置來構(gòu)造，其中止擋件410a和410b位于浮動(dòng)插管404的端部附近，使得它們在浮動(dòng)插管404接合在基部插管406中時(shí)限制基部插管406的運(yùn)動(dòng)范圍。在圖27中示出的構(gòu)型中，頂部(近側(cè))止擋件410a被示為固定到浮動(dòng)插管的頂部(近側(cè))端部，并且其防止浮動(dòng)插管從基部插管406掉下和掉出。圖27示出了通過將下止擋件410b定位在浮動(dòng)插管的遠(yuǎn)側(cè)端部處，位于浮動(dòng)插管底部的針416可在對基部插管406施加向下力時(shí)，由于來自基部插管406推動(dòng)下止擋件410b的阻力而被插入到組織中。在沒有底部止擋件或可比較元件的情況下，當(dāng)基部插管朝向受試者降低時(shí)，浮動(dòng)插管不能提供足夠的壓力來將針插入到受試者的解剖目標(biāo)(例如，脊髓)中。

在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管將包含附接到針的組織止擋件。組織止擋件可為固定到針的任何適當(dāng)成形狀的材料，當(dāng)組織止擋件與注射部位處的組織發(fā)生接觸時(shí)，其將限制注射的深度。取決于特定程序所需的注射深度，組織止擋件可定位在沿著針的任何點(diǎn)處。組織止擋件可為多種形狀中的任何一種，包括但決不限于平坦的、楔形的、球形的和杯形的。提供用于限制針注射到組織部位(例如，脊髓)中多遠(yuǎn)的機(jī)械手段的任何合適形狀均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。僅舉實(shí)施例，組織止擋件可根據(jù)圖27的實(shí)施方案來構(gòu)造，其示出了定位在針416(定位在浮動(dòng)插管的端部處)和下止擋件410b之間的組織止擋件412。

在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管將裝配在基部插管內(nèi)部，并且因此止擋件可定位在浮動(dòng)插管上，使得它們接觸基部插管的近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)邊緣，并防止浮動(dòng)插管相對于基部插管移動(dòng)經(jīng)過某些點(diǎn)。在其他實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管可裝配在基部插管的外部上(基部插管將至少部分在浮動(dòng)插管的內(nèi)腔內(nèi)部延伸)，并且可具有內(nèi)部和/或外部止擋件。在一些實(shí)施方案中，還將存在用于通過浮動(dòng)插管將基部插管附接到立體定向裝置的空間。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管將裝配在基部插管內(nèi)部并突出在基部插管的兩側(cè)上。在其他實(shí)施方案中，基部插管將裝配在浮動(dòng)插管的內(nèi)腔內(nèi)部，并且浮動(dòng)插管將僅覆蓋基部插管的遠(yuǎn)側(cè)部分。在此實(shí)施方案中，可使用其他止擋件或移動(dòng)限制系統(tǒng)來限制浮動(dòng)插管相對于基部插管的行進(jìn)。例如，基部插管可包括狹槽，連接到浮動(dòng)插管的內(nèi)腔內(nèi)部的突片將沿著所述狹槽騎行。突片可接觸構(gòu)造成從浮動(dòng)插管接觸突片的基部插管的內(nèi)腔內(nèi)部上的另一個(gè)突片。

在一些實(shí)施方案中，連接到流體貯存器的輸送管將延伸插管系統(tǒng)的整個(gè)長度并終止于中空針。在一些實(shí)施方案中，輸送管的一部分位于浮動(dòng)插管和基部插管的外部，并且輸送管的一部分地容納在浮動(dòng)插管的內(nèi)腔內(nèi)(其一部分地容納在基部插管內(nèi))。在一些實(shí)施方案中，輸送管與位于其端部處的中空針流體連通。因此，在一些實(shí)施方案中，可通過位于插管外部的輸送管的第一端引入流體。然后可將流體推進(jìn)穿過整個(gè)輸送管(包括容納在浮動(dòng)插管內(nèi)的部分)，直到流體在中空針的端部處離開中空針為止。在一些實(shí)施方案中，輸送管與流體貯存器流體連通。在一些實(shí)施方案中，流體貯存器連接到流體泵(包括任何適當(dāng)尺寸的流體泵，諸如本文所述的流體泵)。在一些實(shí)施方案中，可存在外部(或內(nèi)部)泵和貯存器，其包含用于注射到組織部位(或受試者中的其他位置)中的治療劑或其他可注射物質(zhì)。圖27的非限制性實(shí)施例描繪了嵌套在浮動(dòng)插管和基部插管內(nèi)的輸送管408，并且終止于中空針416中。

在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明包括使用本文所述的浮動(dòng)插管系統(tǒng)和立體定向裝置將物質(zhì)注射到受試者中的程序。此程序可包括將浮動(dòng)插管系統(tǒng)附接到立體定向裝置的引導(dǎo)臂(通過本文所述的任何機(jī)構(gòu)/手段)。然后，插管將通過推進(jìn)立體定向裝置的引導(dǎo)臂被推向注射部位。在一些實(shí)施方案中，與插管相關(guān)聯(lián)的中空針將接觸注射部位(例如，脊髓)，并且壓力將浮動(dòng)插管朝近側(cè)推入基部插管的內(nèi)腔中。浮動(dòng)插管將繼續(xù)向近側(cè)移動(dòng)，直到浮動(dòng)插管的底部部分上的止擋件接觸基部插管的遠(yuǎn)側(cè)端部為止。然后，基部插管的遠(yuǎn)側(cè)端部將向止擋件施加壓力，所述壓力將被傳遞到浮動(dòng)插管。此后，壓力會(huì)將針推入注射部位中。在一些實(shí)施方案中，針將被插入直到組織止擋件與注射部位(例如，脊髓)處的組織發(fā)生接觸為止。一旦將針插入到組織中，來自針上的組織的摩擦和潛在地來自針上的注射部位的負(fù)壓將使針保持在適當(dāng)位置，使得針定位在插管的縱向軸線的方向上。

在一些實(shí)施方案中，一旦針完全插入到注射部位(如由組織止擋件限制)中，立體定向裝置的引導(dǎo)臂便可從注射部位縮回，使得基部插管也遠(yuǎn)離注射部位移動(dòng)并相對于浮動(dòng)插管和針向上移動(dòng)。這將在浮動(dòng)插管的遠(yuǎn)側(cè)止擋件和基部插管的遠(yuǎn)側(cè)端部之間產(chǎn)生空間，這將允許浮動(dòng)插管沿著插管的縱向軸線移動(dòng)。這種移動(dòng)自由將適應(yīng)針?biāo)迦氲氖茉囌叩囊苿?dòng)(例如，由呼吸、心跳、屈曲等引起的移動(dòng))。移動(dòng)的適應(yīng)在需要注射到纖弱區(qū)域(例如，脊髓)的程序中特別重要，因?yàn)檠刂樀目v向軸線的驟力具有引起針刺入受試者中更遠(yuǎn)處并引起相當(dāng)大的損害的可能性，這取決于針的路徑中的局部器官或其他解剖結(jié)構(gòu)。

本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易理解，本文所述的浮動(dòng)插管系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件可獨(dú)立于本文所述的立體定向裝置使用。因此，本文所述的插管系統(tǒng)的各個(gè)部件的各種組合是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

注射器泵

在各種實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種注射器泵系統(tǒng)，其可用于促進(jìn)上文所述的精確注射以及用于其他目的。在某些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)可被構(gòu)造成附接到立體定向裝置，包括本文所述的任何立體定向裝置。在一些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)被構(gòu)造成通過本文所述的立體定向裝置的側(cè)夾來固定。盡管附圖(例如，圖37)描繪了相對于立體定向裝置在一個(gè)方向上取向的注射器泵系統(tǒng)，但是本文所述的注射器泵系統(tǒng)也可相對于立體定向裝置在相反方向上取向。此外，本文所述的注射器泵系統(tǒng)可被構(gòu)造成與本文所述的任何插管和插管系統(tǒng)(包括本文所述的浮動(dòng)插管系統(tǒng))(永久地或可拆卸地)相互作用并附接，無論是出于促進(jìn)注射治療性物質(zhì)到受試者中(如本文所述)的目的還是其他目的。此外，本文所述的注射器泵系統(tǒng)可用作獨(dú)立裝置，或者它們可與實(shí)際上任何流體輸送系統(tǒng)(特別是在醫(yī)療應(yīng)用中使用的流體輸送系統(tǒng))的適當(dāng)尺寸的流體入口聯(lián)結(jié)。

本文所述的注射器泵系統(tǒng)均包括以下中心部件：(a)具有內(nèi)部腔室的卡普耳，其被構(gòu)造成保持一定數(shù)量的治療性物質(zhì)或其他醫(yī)用物質(zhì)，(b)柱塞，其被構(gòu)造成與卡普耳的內(nèi)部腔室相互作用并在其中推進(jìn)以便從其排出治療性物質(zhì)(或其他醫(yī)用物質(zhì))，和(c)用于向柱塞施加驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)(直接地或通過一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸件間接地施加，或用于轉(zhuǎn)化機(jī)械力的其他部件)。在一些實(shí)施方案中，本文所述的注射器泵系統(tǒng)可用于通過在注射期間調(diào)節(jié)流體動(dòng)力和監(jiān)測流動(dòng)壓力而安全地輸送治療劑，諸如干細(xì)胞(包括但不限于本文所述的任何類型的干細(xì)胞)、止痛藥物、化學(xué)治療劑和/或其他藥物(以及任何其他醫(yī)用物質(zhì)或本文別處描述的物質(zhì)的組合)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)的尺寸可為使得其不會(huì)明顯地阻塞用于其中使用程序的手術(shù)空間。因此，注射器泵系統(tǒng)可被構(gòu)造成是可用于不需要立體定向系統(tǒng)的外科手術(shù)中的小型手持裝置和/或獨(dú)立泵。

關(guān)于卡普耳部件，在某些實(shí)施方案中，卡普耳可被構(gòu)造為可拆卸地聯(lián)結(jié)到注射器泵的一次性部件。在一些實(shí)施方案中，卡普耳部件可包含將以預(yù)定量和/或劑量注射到特定解剖部位和/或組織(例如，脊髓、腦部、腫瘤組織等)中的治療劑(或其他醫(yī)用物質(zhì))。圖31中示出了包括卡普耳501的注射器泵系統(tǒng)9000的非限制性實(shí)施例。

在某些實(shí)施方案中，卡普耳由一種或多種可滅菌材料(例如，玻璃、塑料、金屬等)制成。在一些實(shí)施方案中，卡普耳具有體積為50ul的內(nèi)部腔室。在一些實(shí)施方案中，卡普耳具有體積為100ul、250ul、500ul或更大的內(nèi)部腔室。在各種實(shí)施方案中，腔室的體積可為20ul至10ml或更大。卡普耳的尺寸和其內(nèi)部腔室的體積可被構(gòu)造成適合于適應(yīng)特定應(yīng)用/程序所需的治療劑(或其他醫(yī)用物質(zhì))的體積和劑量。在某些實(shí)施方案中，內(nèi)部腔室是圓柱形的，但是其他形狀也是可能的并且是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，卡普耳可拆卸地(直接或間接地)聯(lián)結(jié)到包括馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)軸件和/或柱塞的部件。在一些實(shí)施方案中，卡普耳被構(gòu)造成在使用之前用治療劑(諸如本文所述的任何類型的細(xì)胞治療性組合物或其他治療性組合物)預(yù)填充。在一些實(shí)施方案中，卡普耳可以可拆卸地聯(lián)結(jié)到注射器泵，使得其可在醫(yī)療程序中使用之前和/或之后被滅菌(例如，通過伽馬輻射、eto等)。在一些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)也可包括用于旋轉(zhuǎn)和/或振動(dòng)卡普耳部件的機(jī)構(gòu)，以便減少或避免治療劑(例如，細(xì)胞)的沉降、堵塞和/或結(jié)塊。在一些實(shí)施方案中，卡普耳的內(nèi)部可涂覆有已知的物質(zhì)以防止細(xì)胞粘附或粘著到內(nèi)表面。在一些實(shí)施方案中，卡普耳的內(nèi)部可涂覆有肝素和/或疏水性涂層。在一些實(shí)施方案中，可對卡普耳的內(nèi)部使用等離子體處理。在一些實(shí)施方案中，卡普耳的內(nèi)部幾何形狀以防止細(xì)胞凝聚的方式構(gòu)造，諸如大的縱橫比路徑、彎曲路徑和/或一系列平行通道。在一些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)被構(gòu)造成經(jīng)由微流體流動(dòng)程序輸送治療劑。

僅舉非限制性實(shí)施例，卡普耳的內(nèi)部腔室可為平滑的、剛性的和/或包含溝槽。在某些實(shí)施方案中，卡普耳可被設(shè)計(jì)成使得其具有錐形內(nèi)部，以便促進(jìn)流體從卡普耳流出。舉非限制性實(shí)施例，錐形內(nèi)部可為平滑的、剛性的和/或包含溝槽。在一些實(shí)施方案中，卡普耳可在內(nèi)表面或外表面上包含標(biāo)記。標(biāo)記可允許使用者確定卡普耳中已經(jīng)裝載了多少體積的物質(zhì)和/或從卡普耳已經(jīng)排出了多少體積的物質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，卡普耳包括由玻璃、塑料或另一種透明或半透明材料制成的窗口，所述窗口允許觀察腔室中的物質(zhì)。

在某些實(shí)施方案中，卡普耳包括(a)包括細(xì)長入口端口的第一端，(b)包括細(xì)長出口端口的第二端，和(c)設(shè)置在細(xì)長入口端口和細(xì)長出口端口之間并與其流體連通的腔室。在一些實(shí)施方案中，腔室、細(xì)長入口端口和細(xì)長出口端口的尺寸(即，直徑)近似相同。在其他實(shí)施方案中，卡普耳的這些區(qū)段的尺寸是不同的。在一些實(shí)施方案中，入口端口和/或出口端口不是細(xì)長的，而是替代地為用于特定流體輸送應(yīng)用的另一形狀。

現(xiàn)在參考柱塞部件，在一些實(shí)施方案中，柱塞是細(xì)長的，并且其包括接收柱塞端、推動(dòng)柱塞端和細(xì)長柱塞主體。在一些實(shí)施方案中，柱塞被構(gòu)造成嵌套在卡普耳的第一細(xì)長入口端口內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，柱塞的推動(dòng)端被構(gòu)造成與卡普耳的內(nèi)部腔室形成不漏流體的密封。在一些實(shí)施方案中，接收柱塞端被構(gòu)造成從附接到馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)軸件接收壓力，使得柱塞沿著卡普耳的內(nèi)部腔室推進(jìn)，從而排出包含在腔室中的流體。在其他實(shí)施方案中，柱塞以其他方式直接或間接地附接到馬達(dá)，并且被配置成響應(yīng)于來自馬達(dá)的輸入而沿著卡普耳的腔室推進(jìn)。

關(guān)于注射器泵系統(tǒng)的馬達(dá)，在某些實(shí)施方案中，馬達(dá)(例如，圖31中的元件513)包含在殼體內(nèi)(例如，圖31中的元件504)。在一些實(shí)施方案中，注射器泵連接到控制箱(例如，圖31中的元件514)，所述控制箱電子控制由注射器泵泵送的流體的流動(dòng)(速率、持續(xù)時(shí)間、體積等)。如上所示，注射器泵的馬達(dá)可連接到驅(qū)動(dòng)軸件以在柱塞上施加驅(qū)動(dòng)力，從而引起柱塞沿著卡普耳的內(nèi)部腔室推進(jìn)并且排出其中所包含的治療性或其他醫(yī)用物質(zhì)。

雖然注射器泵可經(jīng)由導(dǎo)線連接到控制箱(或其他控制器)(如圖31中所示)，但是與控制箱/控制器的無線連接也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且可利用本領(lǐng)域中已知的任何適當(dāng)?shù)臒o線發(fā)射器和接收器來實(shí)現(xiàn)。

關(guān)于其電源，在一些實(shí)施方案中，注射器泵可為電池操作的，而在其他實(shí)施方案中，注射器泵可包括連接到電源的電源線。

關(guān)于其形狀，在某些實(shí)施方案中，注射器泵可為基本上圓柱形的，使得其可保持在立體定向裝置的側(cè)夾中(如本文所述和圖35中所示)和/或使用者容易握住。在其他實(shí)施方案中，注射器泵可被構(gòu)造成不同形狀，其對于特定的應(yīng)用/程序是有用的。

在某些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)也可包括連接器/聯(lián)結(jié)器部件。在一些實(shí)施方案中，連接器/聯(lián)結(jié)器在一端包含螺紋以允許其附接到包含注射器泵的馬達(dá)的殼體。例如，圖31中的連接器503具有與殼體504內(nèi)部上的溝槽配合的螺紋。雖然螺紋可用于將連接器/聯(lián)結(jié)器附接到注射器泵的殼體，但是連接器/聯(lián)結(jié)器也可通過適用于該目的的本文所述的任何附接機(jī)構(gòu)來附接。在一些實(shí)施方案中，連接器/聯(lián)結(jié)器被構(gòu)造(螺合或以其他方式)成以其第一端附接到注射器泵馬達(dá)殼體，并且以其第二端附接到卡普耳，從而促進(jìn)注射器泵馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)軸件之間以及卡普耳部件和柱塞部件之間的連接。圖31中示出了有用構(gòu)型的非限制性實(shí)施例。

在某些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)也可包括阻擋檢測裝置，所述阻擋檢測裝置監(jiān)測卡普耳部件內(nèi)部中的流動(dòng)壓力的變化(例如，通過流量傳感器)。在一些實(shí)施方案中，流速可通過馬達(dá)的速度和施加(直接或間接地)到柱塞上的力來控制。

在各種實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)進(jìn)一步包括將卡普耳連接到插管的輸送管。在某些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)進(jìn)一步包括本文所述的插管。在一些實(shí)施方案中，通過輸送管連接到注射器泵的插管是本文所述的浮動(dòng)插管。在一些實(shí)施方案中，輸送管由某種物質(zhì)制成，所述物質(zhì)可包括但決不限于ptfeteflon、tygon、硅酮、pvc、fep、pvdf、橡膠、聚乙烯和它們的組合。在一些實(shí)施方案中，輸送管由聚乙烯制成。

在一些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)包括柔性和可密封的卡普耳輸送管。此部件可與上述卡普耳部件結(jié)合使用，并且可以圖37中所示的柔性和可密封的輸送管10000的方式構(gòu)造。在一些實(shí)施方案中，柔性和可密封的卡普耳輸送管可通過定位于其第一端上的聯(lián)結(jié)部件附接到卡普耳。此附接可例如通過螺紋聯(lián)結(jié)部件10001來完成，如圖37中所示。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易理解，任何有用的聯(lián)結(jié)部件可代替圖37中所示的螺紋聯(lián)結(jié)部件10001?？ㄆ斩斔凸芤部杀粯?gòu)造成同時(shí)附接到本文所述的插管系統(tǒng)。僅舉實(shí)施例，這可通過并入互補(bǔ)的魯爾鎖配件(諸如在圖37中被示為元件10002和10003的那些配件)來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施方案中，卡普耳輸送管可包括位于一端或兩端的閥，所述閥用于允許流體僅在插管的方向上流動(dòng)，而不朝向卡普耳流動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，注射器泵系統(tǒng)的卡普耳可預(yù)先裝載有無菌鹽水溶液(或任何其他生理上可耐受的惰性溶液)，并且卡普耳輸送管可預(yù)先裝載有包括治療劑的溶液。在一些實(shí)施方案中，治療劑包括細(xì)胞(包括本文所述的任何類型的細(xì)胞)。因此，當(dāng)注射器泵被激活時(shí)，注射器泵的柱塞推動(dòng)鹽水溶液通過卡普耳的端部，這轉(zhuǎn)而將治療劑(例如，細(xì)胞)推進(jìn)通過卡普耳輸送管，然后通過插管系統(tǒng)，并且最后治療劑(例如，細(xì)胞)和鹽水均流過插管尖端處的中空針，并進(jìn)入已經(jīng)被引入針的患者的目標(biāo)部位中。在一些實(shí)施方案中，卡普耳輸送管可防止從其排出的治療劑(例如，細(xì)胞)的沉降、堵塞或結(jié)塊。

在一些實(shí)施方案中，卡普耳本身預(yù)先裝載有治療性流體物質(zhì)(例如，細(xì)胞)，并且將治療性流體物質(zhì)從卡普耳泵送通過輸送管，然后通過插管，并且最后進(jìn)入受試者的目標(biāo)部位中。用于這些實(shí)施方案的輸送管可為本文所述的任何輸送管，并且插管可同樣地為本文所述的任何插管。

系統(tǒng)和設(shè)備的自動(dòng)化

立體定向裝置、插管裝置和注射器泵裝置的各種部件可裝配有傳感器和/或馬達(dá)和/或接收器和/或發(fā)射器，以便使部件“自動(dòng)化”并促進(jìn)本文所述的程序。

立體定向裝置自動(dòng)化

傳感器可放置在本文所述的立體定向裝置上的多個(gè)位置處，包括但決不限于圖38中由箭頭和波浪線指示的位置。傳感器可允許確定立體定向裝置的每個(gè)臂相對于彼此和/或相對于患者上的一個(gè)或多個(gè)界標(biāo)和/或相對于附接到立體定向裝置的器械的位置。用于本發(fā)明的這個(gè)方面的傳感器可為運(yùn)動(dòng)傳感器、熱傳感器、紅外傳感器等。此外，可包括圖38的附圖描述中所列出的任何部件或部件類別，如由箭頭和波浪線所示。當(dāng)運(yùn)動(dòng)傳感器定位在裝置上時(shí)，它們可被定位成向中央控制單元提供反饋，所述中央控制單元被配置用于控制裝置的一個(gè)或多個(gè)部件，使得可在程序期間確定每個(gè)臂的相對位置并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。可將一個(gè)或多個(gè)熱傳感器定位在裝置上，使得可確定與組織的接近度。因此，僅舉非限制性實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)熱傳感器可定位在引導(dǎo)臂的尖端附近。

立體定向裝置可另選地或另外包括馬達(dá)，所述馬達(dá)被配置成調(diào)整本文所述的裝置的一個(gè)或多個(gè)臂(例如引導(dǎo)臂、定位臂等)的位置。在某些優(yōu)選實(shí)施方案中，所述裝置的一個(gè)或多個(gè)臂可被構(gòu)造有馬達(dá)。在一些實(shí)施方案中，馬達(dá)可容置在撥盤內(nèi)或部分容置在撥盤內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，馬達(dá)通過驅(qū)動(dòng)軸件或替代連接可操作地連接到撥盤。在一些實(shí)施方案中，馬達(dá)被構(gòu)造成促使一個(gè)或多個(gè)立體定向臂的撥盤(例如，如實(shí)施例中所描繪)旋轉(zhuǎn)，從而促使與其相關(guān)聯(lián)的臂以伸縮方式前進(jìn)或縮回，這取決于旋轉(zhuǎn)方向。在一些實(shí)施方案中，馬達(dá)是無刷直流(dc)馬達(dá)。在一些實(shí)施方案中，馬達(dá)和任何相關(guān)聯(lián)的電纜完全包含在立體定向裝置的臂內(nèi)，并且可通過通道、夾子、導(dǎo)管或本領(lǐng)域已知的其他機(jī)構(gòu)保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｔ谝恍?shí)施方案中，立體定向裝置被配置成使得其可被高壓滅菌。在一些實(shí)施方案中，立體定向裝置的馬達(dá)將由完全包含在裝置內(nèi)的電池供電。與裝置相關(guān)聯(lián)的電池可為本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將容易理解的許多類型中的任何一種。僅舉非限制性實(shí)施例，電池可為鋰聚合物、帶狀電池、氧化銀、鋰、鋅-空氣、它們的組合等。

在一些實(shí)施方案中，立體定向裝置的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)被配置成與能夠從計(jì)算裝置(例如，手持式計(jì)算機(jī)、臺式計(jì)算機(jī)、手持式計(jì)算裝置等)接收無線輸入的無線接收器進(jìn)行通信。位于立體定向裝置上的任何傳感器(如本文所述)可被配置成發(fā)送和/或接收無線信號(直接或間接地)到計(jì)算裝置(例如，如上所述)，以便傳達(dá)關(guān)于相對位置、運(yùn)動(dòng)或它們捕捉的其他數(shù)據(jù)的信息。位于裝置上或與裝置相關(guān)聯(lián)的任何相機(jī)(如本文所述)也可被配置成與計(jì)算裝置無線地通信，使得其可傳輸信息(圖像等)或接收信息(例如，放大、聚焦、改變模式等的指示)?？筛鶕?jù)上述描述使用的無線發(fā)射器和接收器的非限制性實(shí)施例包括wifi、rf、藍(lán)牙等。

插管裝置自動(dòng)化

在某些實(shí)施方案中，本文所述的插管和插管系統(tǒng)裝配有一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述傳感器允許跟蹤插管或其部分的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)傳感器可被配置成跟蹤插管部件(例如，插管系統(tǒng)的浮動(dòng)插管和基部插管)之間和/或一個(gè)或多個(gè)插管部件和立體定向裝置之間的相對運(yùn)動(dòng)，并且跟蹤插管針在插入到解剖目標(biāo)(例如，脊髓)中時(shí)的注射深度。可在此上下文中使用的運(yùn)動(dòng)傳感器的非限制性實(shí)施例包括基于視頻的運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)、電勢計(jì)(線性距離傳感器)、線性可變差動(dòng)變壓器(lvdt)、感應(yīng)式接近傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、增量編碼器、絕對位置編碼器、gill傳感器和超聲波傳感器。這些類型的部件中的每一個(gè)可用于裝置上的許多位置中的任何一個(gè)，包括但不限于圖39中標(biāo)記為“c”的位置。

在一些實(shí)施方案中，壓力傳感器與插管針結(jié)合使用，以便測量針?biāo)龅降淖枇?例如，注射期間脊髓或其他組織)?？膳渲迷谘b置上或與裝置相關(guān)聯(lián)的傳感器的非限制性實(shí)施例包括基于應(yīng)變計(jì)的傳感器、基于壓電的傳感器、電磁傳感器、光學(xué)傳感器、電容傳感器、電勢測定式傳感器或它們的組合。這些類型的傳感器中的每一個(gè)可用于裝置上的許多位置中的任何一個(gè)，包括但不限于圖39中標(biāo)記為“b”的位置。插管系統(tǒng)的附接部件可進(jìn)一步裝配有傳感器以檢測如本文所述的連接突片周圍的適當(dāng)封閉。可在此環(huán)境中使用的傳感器的非限制性實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)電開關(guān)、一個(gè)或多個(gè)光學(xué)傳感器、一個(gè)或多個(gè)電磁傳感器和一個(gè)或多個(gè)電容傳感器。在一些實(shí)施方案中，插管可在圖39中標(biāo)記為“a”的位置中裝配有一個(gè)或多個(gè)傳感器。

在一些實(shí)施方案中，插管可在組織止擋件上或附近裝配有傳感器，以便感測注射深度(例如，對于光學(xué)傳感器是光學(xué)地感測，或使用如上所述的壓力傳感器通過壓力感測)。

注射器泵裝置自動(dòng)化

在一些實(shí)施方案中，注射器泵配置有一個(gè)或多個(gè)傳感器以允許跟蹤注射器泵內(nèi)的治療性物質(zhì)或其他醫(yī)用物質(zhì)(例如，細(xì)胞)的流體流動(dòng)(例如，速率、持續(xù)時(shí)間、堵塞)。在一些實(shí)施方案中，流量計(jì)被配置成與注射器泵的一個(gè)或多個(gè)部件相互作用。流量計(jì)可用于調(diào)節(jié)和跟蹤流入患者中的流體的流量(例如，在注射期間)。在一些實(shí)施方案中，流量計(jì)定位在注射器泵和插管之間。在一些實(shí)施方案中，流量計(jì)定位在注射器泵和輸送管之間。在一些實(shí)施方案中，流量計(jì)的一個(gè)或多個(gè)部分定位在插管內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，流量計(jì)的一個(gè)或多個(gè)部分配置在注射器泵內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，本文所述的注射器泵配置有連接到其馬達(dá)的接收器和或發(fā)射器，其允許馬達(dá)與被配置成控制馬達(dá)的計(jì)算裝置(如上所述)進(jìn)行無線通信。如此，可在本文所述的醫(yī)療程序的整個(gè)過程中通過計(jì)算裝置響應(yīng)于使用者輸入(或自動(dòng)地)來控制注射器泵(例如，泵送的速度和持續(xù)時(shí)間)。

裝置的協(xié)調(diào)

在一些實(shí)施方案中，本文所述的立體定向裝置、注射器泵、插管或成像部件中的兩個(gè)或更多個(gè)由單個(gè)計(jì)算系統(tǒng)(如上所述)來控制和協(xié)調(diào)。在其他實(shí)施方案中，每個(gè)裝置(以及如本文所述與其連接的部件)由單獨(dú)的計(jì)算系統(tǒng)(如上所述)來控制。

下文提供了醫(yī)療程序的上下文中裝置協(xié)調(diào)和自動(dòng)化功能的非限制性實(shí)施例。

立體定向裝置的自動(dòng)化可包括與本文所述的插管針的放置相關(guān)的自動(dòng)化，以通過本文所述的任何構(gòu)造的預(yù)裝載的注射器泵將治療劑輸送到受試者中。插管針的放置取決于脈管系統(tǒng)在脊髓表面上的定位。目前，醫(yī)生通過選擇將阻止插管插入到脊髓脈管系統(tǒng)中的立體定位坐標(biāo)將插管置于脊髓中。立體定向裝置的自動(dòng)化可包括使用各種成像技術(shù)、成像軟件和放置在裝置上的傳感器來確定插管在脊髓內(nèi)的定位并幫助醫(yī)生定位插管。在一些實(shí)施方案中，自動(dòng)化包括使用與視覺、光學(xué)、空間識別和/或表面追蹤軟件(包括本領(lǐng)域中已知的任何適當(dāng)軟件)組合的術(shù)前成像和/或術(shù)中成像。此外，立體定向裝置可被構(gòu)造成具有放置在裝置上的各個(gè)位置處(例如，在圖38中的箭頭所示的位置處)的多個(gè)傳感器，以便確保插管放置的準(zhǔn)確性?？刹⑷氲窖b置中的傳感器的類型包括可用于定位的光學(xué)、數(shù)字和熱傳感器?？膳c本文所述的裝置結(jié)合使用的傳感器/部件的非限制性實(shí)施例包括：電勢計(jì)(線性距離傳感器)、線性可變差動(dòng)變壓器(lvdt)、感應(yīng)式接近傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、增量式編碼器、絕對位置編碼器、gill傳感器和超聲波傳感器。

在一些實(shí)施方案中，立體定向裝置坐標(biāo)可基于術(shù)前成像(例如，mri和/或ct，和/或超聲波等)和/或術(shù)中成像(例如，mri和/或ct，和/或超聲波等)和/或通過所述術(shù)前成像和/或術(shù)中成像確定。例如，使用者可在計(jì)算裝置(以上述任何方式配置)上輸入或選擇有關(guān)坐標(biāo)和/或區(qū)域，以確定注射的次數(shù)和/或放置和/或時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，坐標(biāo)可基于從術(shù)前圖像(諸如mri和/或術(shù)中成像)確定的界標(biāo)。在一些實(shí)施方案中，傳感器和/或相機(jī)與計(jì)算機(jī)通信，所述計(jì)算機(jī)用于對準(zhǔn)和任選地重新對準(zhǔn)裝置和/或脈管系統(tǒng)的相對坐標(biāo)(由ir或可見范圍成像確定)。在一些實(shí)施方案中，連續(xù)地對準(zhǔn)坐標(biāo)，以便在注射程序之前或期間考慮任何患者運(yùn)動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，在自動(dòng)化注射程序(如本文所述)期間，將一個(gè)或多個(gè)相機(jī)安裝在裝置上或附近，使得外科醫(yī)生可使目標(biāo)可視化，但仍然受益于自動(dòng)化注射的穩(wěn)定性。在一些實(shí)施方案中，立體定向裝置、一個(gè)或多個(gè)相機(jī)和計(jì)算系統(tǒng)被配置成允許外科醫(yī)生基于從一個(gè)或多個(gè)相機(jī)(如本文所述)接收的信息和/或另外的術(shù)中成像來視覺地選擇和虛擬地標(biāo)記解剖目標(biāo)(例如，脊髓注射部位)。然后，計(jì)算裝置可自動(dòng)地調(diào)整立體定向裝置的一個(gè)或多個(gè)臂的位置(如上所述)，以便將注射置于預(yù)期目標(biāo)處，而與患者運(yùn)動(dòng)無關(guān)?；谟嘘P(guān)坐標(biāo)和/或區(qū)域，使用者可選擇程序所需的注射次數(shù)和/或注射之間所需的時(shí)間和/或由每次注射所引入的流體體積。

在一些實(shí)施方案中，立體定向裝置可與計(jì)算系統(tǒng)和監(jiān)視器相關(guān)聯(lián)，所述監(jiān)視器被配置成基于脊髓脈管系統(tǒng)或其他有關(guān)區(qū)域的表面定位來顯示可能的注射部位坐標(biāo)的范圍。因此，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可提示使用者選擇可能的注射坐標(biāo)的范圍，或者給出輸入精確坐標(biāo)的選項(xiàng)。在一些實(shí)施方案中，使用者可手動(dòng)輸入坐標(biāo)。在一些實(shí)施方案中，一旦已經(jīng)選擇了坐標(biāo)(手動(dòng)或自動(dòng))，便可能需要醫(yī)生在程序繼續(xù)之前確認(rèn)坐標(biāo)。在一些實(shí)施方案中，一旦確認(rèn)了坐標(biāo)，便將它們記錄到外科手術(shù)記錄(電子醫(yī)療記錄(emr))中。在一些實(shí)施方案中，立體定向裝置(以及與其附接的插管和針)將基于所確認(rèn)的坐標(biāo)，被自動(dòng)定位到有關(guān)位置。一旦立體定向裝置的臂位于正確位置中，插管針便可被定位/插入到脊髓(或在其他實(shí)施方案中定位/插入到其他解剖位置)中的適當(dāng)深度，如通過術(shù)前mri或術(shù)中成像(如本文所述)確定。針位置的深度可由固定的或可調(diào)整的組織止擋件限制，如本文所述。插管也可包括傳感器(例如，電阻、光學(xué)和/或數(shù)字傳感器)，如上所述。在一些實(shí)施方案中，傳感器可位于針座(即，組織止擋件)的凸緣上，以便定位脊髓的背面。在一些實(shí)施方案中，插管被構(gòu)造成使得傳感器將向系統(tǒng)提供壓力反饋并確保插管針定位在預(yù)定深度處。一旦插管定位在預(yù)定深度處，插管的深度將被記錄到外科手術(shù)記錄、emr和/或患者健康記錄中。在一些實(shí)施方案中，使用者將確認(rèn)插管的最終位置，以便使程序繼續(xù)(例如，注射本文所述的治療劑)。在一些實(shí)施方案中，定位在插管上的一個(gè)或多個(gè)傳感器可用于感測外科手術(shù)過期間患者的“屈曲”運(yùn)動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，裝置被配置成使得當(dāng)檢測到顯著的患者運(yùn)動(dòng)時(shí)，停止注射并且/或者將插管縮回到手術(shù)空間外以防止對患者造成損害和/或損傷。

在一些實(shí)施方案中，附接到立體定向裝置的注射器泵用于經(jīng)由插管針將治療劑和/或其他藥劑(例如，止痛藥、造影劑等)注射到脊髓(如本文所述)。因此，插管位置的確認(rèn)可導(dǎo)致相關(guān)聯(lián)的計(jì)算系統(tǒng)(如本文所述)向相關(guān)聯(lián)的注射器泵發(fā)送信號以將治療劑和/或其他藥劑輸送通過插管針。在一些實(shí)施方案中，注射器泵可為本文所述的注射器泵。在一些實(shí)施方案中，注射器泵包括被配置成檢測被輸送/注射的流體的流量、體積和速率的一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如，壓力傳感器)(如上所述)。另外，或者在替代實(shí)施方案中，注射器泵和/或注射器泵卡普耳中的傳感器被配置成檢測其中所包含的治療劑或其他物質(zhì)的體積。在一些實(shí)施方案中，一旦注射器泵已經(jīng)分配了預(yù)期注射的治療劑的整個(gè)體積，泵便將停止和/或關(guān)閉。在一個(gè)實(shí)施例中，外科手術(shù)可能需要一系列注射(例如，2-10次或更多次注射)。因此，一旦泵的內(nèi)容物已經(jīng)逐出預(yù)定量的治療劑(例如，100微升)，泵便可能停止分配治療劑。

在一些實(shí)施方案中，一旦注射器泵已經(jīng)完成逐出治療劑，插管便可直接從注射器泵接收信號(通過有線或無線地)。在一些實(shí)施方案中，一旦已經(jīng)注射了預(yù)定量的治療劑，插管便將從脊髓縮回。插管可縮回到預(yù)定高度，使得當(dāng)被移動(dòng)時(shí)，插管不會(huì)對患者造成損傷?？赏ㄟ^適當(dāng)定位立體定向裝置的臂(手動(dòng)或自動(dòng))和/或通過插管本身的適當(dāng)縮回(手動(dòng)或自動(dòng))來縮回插管。例如，如果程序要求進(jìn)行一系列注射，那么插管可縮回到特定的高度以便準(zhǔn)備執(zhí)行另一次注射。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果手術(shù)已經(jīng)完成，那么插管可縮回到顯著高于外科手術(shù)空間的高度。

在各種實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了一種試劑盒，其包括本文公開或引用的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)或裝置、由其組成或基本上由其組成、或它們的組合。在一些實(shí)施方案中，試劑盒可包括但決不限于一個(gè)或多個(gè)立體定向裝置或系統(tǒng)和/或插管裝置和/或系統(tǒng)和/或注射器泵裝置和/或系統(tǒng)和/或卡普耳和/或輸送管和/或治療劑(包括但不限于本文所述的任何治療劑或治療劑的組合)和/或治療性干細(xì)胞(包括本文所述的任何類型或特定干細(xì)胞)。在一些實(shí)施方案中，試劑盒包括上述兩個(gè)或更多個(gè)物件的組合。

在一些實(shí)施方案中，試劑盒的部件被構(gòu)造成促進(jìn)治療神經(jīng)退行性疾病或神經(jīng)性損傷，如本文所述。在一些實(shí)施方案中，試劑盒的部件被構(gòu)造成促進(jìn)治療als，如本文所述。在一些實(shí)施方案中，試劑盒的部件被構(gòu)造成治療脊髓損傷。

在一個(gè)實(shí)施方案中，試劑盒被構(gòu)造成特別用于治療哺乳動(dòng)物受試者的目的。在另一個(gè)實(shí)施方案中，試劑盒被配置成用于治療人類受試者的目的。在另一個(gè)實(shí)施方案中，試劑盒被配置成用于治療青少年、兒童或嬰兒人類受試者。在其他實(shí)施方案中，試劑盒被配置成用于獸醫(yī)應(yīng)用、治療受試者，諸如但不限于農(nóng)場動(dòng)物、家畜和實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物。

使用說明書可能包括在本文所述的試劑盒中的任一者中?！笆褂谜f明書”通常包括描述在使用試劑盒的部件來實(shí)現(xiàn)期望結(jié)果時(shí)將使用的技術(shù)的有形表達(dá)，諸如但決不限于以本文描述或引用的任何方式將物質(zhì)引入到受試者身體的目標(biāo)區(qū)域中。任選地，試劑盒還包含其他有用的部件，諸如用于適用于預(yù)期使用試劑盒的特定程序的外科手術(shù)準(zhǔn)備的材料。

組裝在試劑盒中的材料或部件通常包含在合適的包裝材料中。如本文所用，短語“包裝材料”是指用于容置試劑盒的內(nèi)容物的一種或多種物理結(jié)構(gòu)，其可包括本文所述的裝置、系統(tǒng)、治療劑或它們的組合中的一者或多者，這取決于特定的期望應(yīng)用。包裝材料是通過眾所周知的方法構(gòu)造的，優(yōu)選地以提供無菌、無污染的環(huán)境。如本文所使用，術(shù)語“包裝”可指塑料、紙張、箔等，或能夠保持各個(gè)試劑盒部件的類似材料。關(guān)于治療性材料，通常用于容置治療性材料的任何類型的合適容器(例如，玻璃、塑料、復(fù)合材料等)可用作試劑盒內(nèi)的包裝。包裝材料通常具有表示試劑盒內(nèi)容物和/或用途和/或其部件的外部標(biāo)簽。

實(shí)施例

實(shí)施例1

具有側(cè)夾的立體定向設(shè)備

圖1a描繪了示例性立體定向設(shè)備100。立體定向設(shè)備100包括引導(dǎo)臂1000，所述引導(dǎo)臂包括沿著其長軸定位的細(xì)長通道103(圖1a)。引導(dǎo)臂1000包括撥盤101和細(xì)長圓柱體102(圖1a)。引導(dǎo)臂1000還包括器械附接部件107以及夾具105和110，所述夾具分別由螺釘104和109擰緊和松動(dòng)(圖1a)。引導(dǎo)臂1000進(jìn)一步包括器械附接部件引導(dǎo)件108。圖18描繪了引導(dǎo)臂1000的分解視圖，其中示出了螺紋軸件148、襯套147、彎曲彈簧墊圈146、徑向環(huán)145、固定螺釘144和撥盤101的組裝。圖18還描繪了螺釘153a和153b、器械附接部件引導(dǎo)件108(具有螺釘接收孔152a和152b)、圓柱形接收止擋件151和螺釘133的組裝。圖18示出了器械附接部件107通過孔150附接到滑架149。圖10和18示出了當(dāng)撥盤101轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，中間部件145-148(圖18中所示)促使滑架部件149與器械附接部件107一起沿著細(xì)長通道103(沿著z軸線)滑行。因此，當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)撥盤101調(diào)整器械附接部件107的位置時(shí)，附接到器械附接部件107的任何器械也將沿著z軸線行進(jìn)。

圖3示出了立體定向設(shè)備100的分解視圖，其中將引導(dǎo)臂1000附接到定位臂2000被示為通過將引導(dǎo)臂1000的螺釘133固定到定位臂2000的接收插口134來實(shí)現(xiàn)。圖3也示出了定位臂2000橫跨穿過十字夾具132的上套環(huán)115的圓柱形開口。圖15示出了定位臂2000的部分分解視圖，其中示出了套環(huán)174、螺紋軸件173、襯套172、彎曲彈簧墊圈171、徑向環(huán)170、固定螺釘169和撥盤116的組裝。圖15還示出了定位臂2000的外部嵌套部件113和內(nèi)部嵌套部件112。圖16示出了定位臂2000的內(nèi)部嵌套部件112和外部嵌套部件113的組裝。具體地，螺釘175和固定螺釘176a和176b橫跨外部嵌套部件113和內(nèi)部穩(wěn)定套環(huán)177。固定螺釘176a和176b然后分別接觸支撐元件178a和178b，所述支撐元件轉(zhuǎn)而分別擱置在細(xì)長l形溝槽179a和179b的平坦部分上。這種布置允許支撐元件178a和178b(和螺釘175)限制定位臂2000的內(nèi)部嵌套部件112的運(yùn)動(dòng)，并且增加其伸縮運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和控制。定位臂2000的橫截面視圖描繪于圖17a和17b中。

除了引導(dǎo)臂1000和定位臂2000之外，圖3還示出了具有外部嵌套元件118和內(nèi)部嵌套元件119的立體定向設(shè)備100的連接臂3000。圖3示出了連接臂3000橫跨十字夾具132的下套環(huán)117的圓柱形開口。圖3還示出了連接臂3000橫跨夾具121中的圓柱形開口并且被緊固到端部螺釘136。圖4中示出了這些部件的替代視圖。圖4還描繪了旋鈕120和螺釘135，它們各自可被緊固以將連接臂3000分別固定在(十字夾具132的)夾具121和下套環(huán)117中。圖13示出了連接臂3000的內(nèi)部嵌套部件119和外部嵌套部件118的組裝。螺釘168和固定螺釘167a和167b橫跨外部嵌套部件118和內(nèi)部穩(wěn)定套環(huán)164。固定螺釘167a和167b然后分別接觸支撐元件166a和166b，而所述支撐元件轉(zhuǎn)而分別擱置在細(xì)長的l形溝槽165a和165b的平坦部分上。這種布置允許支撐元件166a和166b(和螺釘168)限制內(nèi)部嵌套元件119的運(yùn)動(dòng)，并且增加其伸縮運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和控制。圖14a和14b中描繪了連接臂3000的橫截面視圖。

圖3還示出了固定臂4000的視圖，所述固定臂包括夾具121、主體122和牽開器附接夾具5000。牽開器附接夾具5000由旋鈕123、穩(wěn)定螺釘126(其穿過夾具5000的上唇緣124)、上穩(wěn)定臂125a和125b以及下穩(wěn)定臂127a和127b形成。圖21中示出了固定臂4000的分解視圖。在此視圖中，可看到固定螺釘162和桿161在夾具的其他部件的上下文中的并入。

圖3進(jìn)一步示出了立體定向設(shè)備100的側(cè)夾6000。側(cè)夾6000包括托盤臂128a和128b以及鉸接頂部129。鉸接頂部129包括開口，由側(cè)夾6000夾緊的物體(諸如圖1中所示的細(xì)長物體400)的一部分可以通過所述開口而看到。

現(xiàn)在參考圖5-11中所示的立體定向設(shè)備100的臂(及其部件)的各種可能的調(diào)整和取向。圖5示出了旋鈕114的旋轉(zhuǎn)松動(dòng)十字夾具132的上套環(huán)115，從而允許調(diào)整定位臂2000沿著x軸線的位置。圖8示出了旋鈕114的旋轉(zhuǎn)(以及十字夾具132的上套環(huán)115的相關(guān)聯(lián)松動(dòng))允許定位臂2000沿著x軸線旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)化為引導(dǎo)臂1000沿著y-z平面的運(yùn)動(dòng)。圖6示出了螺釘135的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致松動(dòng)十字夾具132的下套環(huán)117，其允許調(diào)整定位臂2000沿著y軸的位置。圖9示出了螺釘135的旋轉(zhuǎn)(以及十字夾具132的下套環(huán)117的相關(guān)聯(lián)松動(dòng))允許十字夾具132沿著y軸旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)化為引導(dǎo)臂1000沿著x-z平面的運(yùn)動(dòng)。圖7示出了旋鈕130的旋轉(zhuǎn)(以及側(cè)夾部件129的相關(guān)聯(lián)松動(dòng))允許調(diào)整圓柱形物體400沿著x軸線的位置。圖10示出了撥盤116的旋轉(zhuǎn)與定位臂2000沿著x軸線的伸縮相關(guān)聯(lián)。圖10還示出了撥盤101的旋轉(zhuǎn)與引導(dǎo)臂1000的器械附接部件107沿著z軸線的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)。圖11示出了撥盤131的旋轉(zhuǎn)與連接臂3000沿著y軸線的伸縮相關(guān)聯(lián)。

實(shí)施例2

不具有側(cè)夾的立體定向設(shè)備

圖1c和2c描繪了立體定向設(shè)備200，其包括與立體定向設(shè)備100相同的部件，但立體定向設(shè)備100中所描繪的側(cè)夾128除外。立體定向設(shè)備200除了與側(cè)夾128相關(guān)的功能之外，還以與立體定向設(shè)備100相同的方式發(fā)揮作用。

實(shí)施例3

外科手術(shù)

可對l4椎體段執(zhí)行單層椎板切除術(shù)。使用標(biāo)準(zhǔn)麻醉/術(shù)前技術(shù)，并且患者被定位成俯臥。在l4棘突上方的中線處形成4cm切口。切割電烙術(shù)用于切割筋膜，并將切口延伸到棘突，以及實(shí)現(xiàn)切口部位的任何小的出血的止血。此時(shí)，韋特萊納式牽開器可用于保持切口敞開。通過將肌肉和骨膜從椎板上提升，來小心地執(zhí)行雙側(cè)骨膜下剝離。切割電烙術(shù)用于促進(jìn)解剖。然后使用leksell咬骨鉗去除棘突。使用高速鉆頭來側(cè)向薄化椎板。然后將椎板抬起，并切斷韌帶附接以釋放椎板。然后使用kerrison咬骨鉗來延長椎板切除術(shù)或清理任何剩余的骨碎片。在這種情況下，使用medtronic桅桿象限牽開器系統(tǒng)。移除韋特萊納式牽開器，并將桅桿象限牽開器刀片插入切口中并附接到牽開器系統(tǒng)彎臂。喙尾式地打開牽開器以實(shí)現(xiàn)最大組織伸展。使用中側(cè)牽開器以便保持肌肉在手術(shù)視野外。使用#11刀片和硬腦膜引導(dǎo)件制作～2.5cm硬腦膜切口，以防止脊髓損傷。使用4-0神經(jīng)元(neurolon)，然后將硬腦膜固定在開口的四個(gè)角落處，以能夠可視化神經(jīng)根并便于注射。此時(shí)，使用夾具5000將本發(fā)明裝置100附接到桅桿象限。使用上述調(diào)整機(jī)構(gòu)，可根據(jù)脊髓目標(biāo)對裝置調(diào)整冠狀和矢狀角度。在這種情況下，腹角被瞄準(zhǔn)，因此建立了手術(shù)器械(針、插管等)與脊髓的90度(正交)角度。手術(shù)器械(針、插管)現(xiàn)在可附接到裝置。使用裝置的撥盤，可實(shí)現(xiàn)喙尾和中側(cè)移動(dòng)，以找到與目標(biāo)的準(zhǔn)確放置。然后使用由撥盤101提供的至適當(dāng)深度的腹喙移動(dòng)而將手術(shù)器械定位到脊髓中?？墒褂贸上?ct、mri、超聲波等)來幫助將裝置定位于所有平面(冠狀和矢狀角、喙尾、中側(cè)和背腹側(cè)定位)中。當(dāng)手術(shù)器械(針)就位時(shí)，可將治療劑(神經(jīng)祖細(xì)胞)輸注到脊髓目標(biāo)中。然后將手術(shù)器械返回到起始位置，并且然后可被重新定位以用于隨后的注射。一旦所有的注射/輸注完成，手術(shù)器械便可被移除，接著移除裝置。然后可切割硬腦膜釘，并移除牽開器系統(tǒng)。然后，切口可以四層封閉。硬腦膜使用4-0神經(jīng)元而以平伏針跡封閉。一旦硬腦膜被封閉，便可執(zhí)行瓦氏操作法，以確保其是水密的，并且不存在腦脊液滲漏。深層肌肉層用0vycril縫合線以及肌肉筋膜封閉。真皮層使用3-0vycril封閉，并且最后使用2-0尼龍的鎖定平伏針跡封閉皮膚。

實(shí)施例4

具有插管的立體定向裝置

圖23描繪了可附接到引導(dǎo)臂1000或如本文所公開的立體定向設(shè)備100的其他部分的浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000的實(shí)施例。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000將包括基部插管406，所述基部插管具有牢固地安裝到基部插管406的兩個(gè)支撐突片402a和402b。在一些實(shí)施方案中，支撐突片402a和402b可用于將基部插管406連接到立體定向設(shè)備100。在一些實(shí)施方案中，支撐突片402a和402b如圖23中所示間隔開。在替代實(shí)施方案中，支撐突片可更靠近地在一起。在一些實(shí)施方案中，考慮到基部插管的長度，可能有利的是，將支撐突片402a和402b隔開使得它們有效地穩(wěn)定基部插管406。在一些實(shí)施方案中，基部插管406可僅包含一個(gè)支撐突片或不具有支撐突片，并且替代地可直接連接到立體定向設(shè)備100的引導(dǎo)臂1000。在一些實(shí)施方案中，支撐突片402a和402b可包含配置成從立體定向裝置的連接器或引導(dǎo)臂1000接收銷的附接插口417a和417b(圖23)。

在一些實(shí)施方案中，基部插管406可具有近側(cè)端部和遠(yuǎn)側(cè)端部，其中近側(cè)端部更靠近插管系統(tǒng)8000的頂部部分?；坎骞?06可在基部插管406的內(nèi)腔內(nèi)部包含浮動(dòng)插管404。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管404通過其與基部插管406的接合來限制移動(dòng)，除了其可沿著基部插管406的縱向軸線沿兩個(gè)方向滑動(dòng)之外。

為了限制浮動(dòng)插管404可沿著基部插管406的縱向軸線在兩個(gè)方向上行進(jìn)的距離，浮動(dòng)插管404可包括止擋件410a和410b。如圖23中所示，當(dāng)浮動(dòng)插管接合在基部插管中時(shí)，止擋件410a和410b可分別附接到基部插管406的近側(cè)端部和遠(yuǎn)側(cè)端部上方和下方的浮動(dòng)插管404。位于基部插管406的近側(cè)端部上方的近側(cè)止擋件410a將防止浮動(dòng)插管404在定位時(shí)從基部插管406掉出(由于重力)，使得浮動(dòng)插管404的一部分延伸超出基部插管406的遠(yuǎn)側(cè)端部。放置在浮動(dòng)插管404的遠(yuǎn)側(cè)端部上的遠(yuǎn)側(cè)止擋件410b限制浮動(dòng)插管404相對于基部插管406被向上推動(dòng)得太遠(yuǎn)，并且當(dāng)基部插管朝向患者上的注射部位下降時(shí)，一旦遠(yuǎn)側(cè)止擋件410b接觸基部插管406的遠(yuǎn)側(cè)端部，所述遠(yuǎn)側(cè)止擋件便可提供阻力以允許針416刺穿患者的組織。

為了刺穿組織并將物質(zhì)輸送到患者，浮動(dòng)插管404可包括中空針416和組織止擋件412。浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000可由立體定向裝置100的引導(dǎo)臂1000向下降低，直到針416接觸患者的組織。然后，一旦針接觸患者的組織，浮動(dòng)插管404將相對于基部插管406向上推動(dòng)。如上所述，浮動(dòng)插管404可包括遠(yuǎn)側(cè)止擋件410b，當(dāng)基部插管406通過引導(dǎo)臂1000朝向患者下降時(shí)，所述遠(yuǎn)側(cè)止擋件最終接觸基部插管406的遠(yuǎn)側(cè)邊緣/端部。一旦遠(yuǎn)側(cè)止擋件410b接觸基部插管406的遠(yuǎn)側(cè)邊緣/端部，止擋件便將提供阻力，并且浮動(dòng)插管404將不再相對于基部插管406向上移動(dòng)。止擋件410a和410b可為附接到插管404的任何材料片，其阻止基部插管406在止擋件410a和410b上滑動(dòng)或滑過止擋件410a和410b(圖23)。因此，止擋件410a和410b可被構(gòu)造為足夠大以防止浮動(dòng)插管404相對于基部插管406移動(dòng)超過某個(gè)限度的凸塊、圓環(huán)、圓柱體、突片、正方形、楔形或其他形狀的阻塞物。止擋件410a和410b可由任何合適的材料制成，包括塑料、橡膠、熱塑性塑料、玻璃、金屬、木材或任何其他材料。在一些實(shí)施方案中，可使用橡膠止擋件來防止當(dāng)基部插管與止擋件接觸時(shí)損壞基部插管。

然后，繼續(xù)進(jìn)行注射程序，如果引導(dǎo)臂1000將基部插管406朝向目標(biāo)組織部位向下移動(dòng)得更遠(yuǎn)，那么針416將刺穿目標(biāo)組織部位。針416將穿透組織，直到組織止擋件412接觸組織部位為止。組織止擋件412可為任何合適的形狀或尺寸，以防止針416進(jìn)一步進(jìn)入組織中更遠(yuǎn)處。組織止擋件412可為楔形的、圓盤形的或任何其他合適形狀。組織止擋件412可包括在針416的圓周的僅一部分以及其他合適的布置上。組織止擋件412可相對于針416的尖端適當(dāng)?shù)亻g隔/定位，以允許基于特定程序的正確的注射深度。在一些實(shí)施方案中，組織止擋件可相對于針可移動(dòng)，以便允許不同程序所需的不同注射深度。

一旦針416進(jìn)入患者的身體，并且組織止擋件412接觸患者的組織，便可將基部插管406上拉。這可通過向上移動(dòng)引導(dǎo)臂1000來實(shí)現(xiàn)，這轉(zhuǎn)而將附接的基部插管406向上移動(dòng)。這將使基部插管406的遠(yuǎn)側(cè)邊緣/端部相對于遠(yuǎn)側(cè)止擋件410b遠(yuǎn)離和向上移動(dòng)，并且在基部插管406的遠(yuǎn)側(cè)邊緣與遠(yuǎn)側(cè)止擋件410b之間提供空間或距離。這將允許浮動(dòng)插管404沿著插管的縱向軸線移動(dòng)的有限范圍。因此，如果患者沿著該軸線在某個(gè)方向上移動(dòng)，那么浮動(dòng)插管404將相對于基部插管406移動(dòng)，而不會(huì)對患者造成損害。浮動(dòng)插管404沿著縱向軸線的行進(jìn)將受到遠(yuǎn)側(cè)止擋件410b和近側(cè)止擋件410a相對于基部插管406的長度的間隔的限制。一旦基部插管406被拉回(進(jìn)一步遠(yuǎn)離組織部位)，此系統(tǒng)8000將有利地允許針416精確地注射到組織部位中，并且然后允許沿著縱向軸線的移動(dòng)的某自由度。

在一些實(shí)施方案中，要注射到患者中的物質(zhì)將通過可連接到外部貯存器和泵的輸送管408輸送。貯存器將連接到輸送管408，所述輸送管然后可沿著整個(gè)系統(tǒng)8000的長度在基部插管406和浮動(dòng)插管404的內(nèi)腔內(nèi)延伸，并且連接到針416(或包括充當(dāng)針416的穿透尖端)。在一些實(shí)施方案中，輸送管408可僅連接到浮動(dòng)插管406并將物質(zhì)輸送到插管406的內(nèi)腔內(nèi)部。

圖24示出了連接到連接器420的浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000，所述連接器被構(gòu)造成將系統(tǒng)8000連接到立體定向裝置100。在一些實(shí)施方案中，連接器420包括將支撐突片402a和402b安裝到連接器420的突片鎖418。在一些實(shí)施方案中，突片鎖418產(chǎn)生干涉配合。在所示實(shí)施方案中，支撐突片402a和402b的插口417a和417b插入到包括在連接器420中的銷424a和424b上(圖25)。銷424a和424b然后在與插管的縱向軸線垂直的平面中提供插管系統(tǒng)8000的平移限制。然后，通過圍繞附接到連接器420的銷424a和424b旋轉(zhuǎn)，支撐突片402a和402b可在連接器420中的空間或凹部422a和422b內(nèi)部旋轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置。一旦支撐突片402a和402b已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，突片鎖418便可旋轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置(基于旋轉(zhuǎn)或滑動(dòng)動(dòng)作或其他合適的機(jī)械手段)，以阻擋突片402a和402b旋轉(zhuǎn)退出連接器420中的空間422a和422b(圖24和25)。在其他實(shí)施方案中，突片402a和402b可通過其他合適的機(jī)械裝置(包括帶扣或其他機(jī)械連接)附接到連接器420。

圖25描繪了連接器420以及基部插管406和突片402a和402b的分解視圖。如圖所描繪，突片402a和402b包括插口417a和417b，其中可裝配銷424a和424b。銷424a和424b可附接到連接器420并定位成使得當(dāng)突片插口417a和417b定位在銷424a和424b上時(shí)，突片402a和402b可旋轉(zhuǎn)到連接器420中的空間或凹部422a和422b中。連接器中的空間或凹部422a和422b可被配置成容納支撐突片端部，使得支撐突片將在平行于插管的縱向軸線的方向上受到限制。在此實(shí)施方案中，空間或凹部422a和422b被示為包括正方形形狀，使得它們可容納突片402a和402b的正方形端部，所述端部可圍繞銷424a和424b旋轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，并與突片鎖418鎖定在那里。

圖26示出了系統(tǒng)8000的分解視圖，其中基部插管406連接到連接器420。

圖27示出了系統(tǒng)8000的側(cè)視圖，其中基部插管406附接到連接器420。

圖28示出了其中浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000和連接器420連接到立體定向裝置100的引導(dǎo)臂1000的實(shí)施方案。連接器420可用螺釘430附接到引導(dǎo)臂1000(如本文所述的替代附接構(gòu)件可單獨(dú)地或另外使用)。圖28示出了插有銷424a和424b的連接器420，并且浮動(dòng)插管系統(tǒng)朝向銷移動(dòng)，使得突片402a和402b的插口417a和417b可安裝在銷424a和424b上。然而，在圖28中，支撐突片402a和402b尚未在連接器420的空間或凹部422a和422b內(nèi)部旋轉(zhuǎn)。這允許支撐突片402a和402b在首先以某個(gè)取向放置在銷424a和424b上時(shí)滑動(dòng)到銷424a和424b上，所述取向從它們一旦被固定所呈現(xiàn)的取向旋轉(zhuǎn)大約90度。

圖29示出了安裝在銷424a和424b上的突片402a和402b(如圖28中所示)。在一些實(shí)施方案中，使用者可握住支撐突片402a和402b，并且然后將插口417a和417b中的每一個(gè)的底部開口移動(dòng)到銷424a和424b上方，隨后使支撐突片402a和402b沿著銷424a和424b向下滑動(dòng)。因此，銷424a和424b將支撐突片402a和402b保持在適當(dāng)位置，并且僅允許它們沿銷424a和424b上下滑動(dòng)，或者圍繞銷424a和424b旋轉(zhuǎn)。

一旦突片402a和402b已經(jīng)以所示的取向放置在銷424a和424b上，突片便可如圖29中所示旋轉(zhuǎn)90度，使得突片的邊緣駐留在空間或凹部422a和422b中(如圖25中所示)。一旦支撐突片402a和402b已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，空間或凹部422a和422b的頂部和底部將限制突片402a和402b并且因此限制浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000上下移動(dòng)或在沿著插管的縱向軸線的方向上移動(dòng)。圖29以箭頭示出了支撐突片402已經(jīng)旋轉(zhuǎn)的方向。

一旦支撐突片402a和402b旋轉(zhuǎn)到空間或凹部422a和422b中，突片鎖418便可向下旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生干涉配合，這防止支撐突片402a和402b旋轉(zhuǎn)退出。在此實(shí)施方案中，由于支撐突片402a和402b牢固地附接到基部插管406，所以可能僅需要一個(gè)突片鎖418來阻擋支撐突片402a和402b中的一個(gè)的旋轉(zhuǎn)。在其他實(shí)施方案中，兩個(gè)支撐突片402a和402b可具有阻擋其旋轉(zhuǎn)到空間或凹部422a和422b外的突片鎖418。

圖30示出了支撐突片402a和402b以及浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000旋轉(zhuǎn)到空間或凹部422a和422b中的適當(dāng)位置，并且突片鎖418固定在適當(dāng)位置。在這種構(gòu)型中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000被牢固地附接到立體定向裝置100的連接器420和引導(dǎo)臂1000。如上所述，支撐突片402a和402b通過銷424a和424b、空間422a和422b以及突片鎖418牢固地保持到連接器420。如本文所述，可利用將浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000附接到引導(dǎo)臂1000的其他方法。如本文所述，浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000可朝向組織部位推進(jìn)，以通過降低引導(dǎo)臂1000來使針416更靠近所述部位。

上述浮動(dòng)插管系統(tǒng)可用于需要精確注射的各種程序。僅舉非限制性實(shí)施例，可對患者執(zhí)行精確注射以引入緩釋肽、細(xì)胞(包括干細(xì)胞)、用于基因治療的載體或本文所述的任何其他醫(yī)學(xué)相關(guān)物質(zhì)。如本文所述，可對脊髓實(shí)質(zhì)、其他神經(jīng)結(jié)構(gòu)和身體的其他部分進(jìn)行注射。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)插管系統(tǒng)用于將神經(jīng)祖細(xì)胞注射到受試者的脊髓中。在一些實(shí)施方案中，神經(jīng)祖細(xì)胞表達(dá)膠質(zhì)細(xì)胞系衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子。在一些實(shí)施方案中，受試者是已被診斷為患有肌萎縮性側(cè)索硬化癥(als)的人。

實(shí)施例5

注射器泵

圖31描繪了注射器泵系統(tǒng)9000的部分分解視圖，其中可看到卡普耳組件501、驅(qū)動(dòng)軸件502、聯(lián)結(jié)套環(huán)503和馬達(dá)組件殼體504。注射器泵系統(tǒng)9000的馬達(dá)513被構(gòu)造成促使可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸件502旋轉(zhuǎn)。如圖32中所示，卡普耳組件包括細(xì)長的入口端口508、細(xì)長的出口端口511和設(shè)置在細(xì)長的入口端口508和細(xì)長的出口端口511之間并與其流體連通的腔室510。圖32還示出了細(xì)長柱塞509，其被構(gòu)造成嵌套在細(xì)長的入口端口508內(nèi)。如圖32中所示，細(xì)長柱塞509的推動(dòng)端被構(gòu)造成與腔室510形成基本上不漏流體的密封，并且可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸件502被構(gòu)造成將驅(qū)動(dòng)力施加到柱塞509的接收端。在這種構(gòu)型下，柱塞509可沿出口端口511的方向推動(dòng)(圖33)，從而通過出口端口開口512排出腔室510中的任何流體。

如圖31中所示，聯(lián)結(jié)套環(huán)503被構(gòu)造成在一端連接到馬達(dá)殼體組件504，而在另一端連接到卡普耳組件501。

圖36描繪了連接到注射泵系統(tǒng)9000和浮動(dòng)插管系統(tǒng)8000的插管輸送管7000。

如圖37中所示，插管輸送管7000可通過魯爾鎖配件10003和10002連接到卡普耳輸送管10000。圖37還示出了卡普耳輸送管10000可通過聯(lián)結(jié)套環(huán)10001連接到注射泵系統(tǒng)9000。如本文所述，插管輸送管7000可通過延伸穿過插管系統(tǒng)的基部插管和浮動(dòng)插管的內(nèi)腔而直接連接到浮動(dòng)插管的尖端上的中空針。

本文所述的本發(fā)明注射器泵系統(tǒng)可與本文所述的浮動(dòng)插管系統(tǒng)和本文所述的立體定向裝置結(jié)合使用，以便將表達(dá)膠質(zhì)細(xì)胞系衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子的神經(jīng)祖細(xì)胞輸送到患者的脊髓中。例如，使用圖37中所示的構(gòu)型，一旦執(zhí)行椎板切除術(shù)，并且可觸及脊髓的一部分(通過執(zhí)行上述手術(shù)方法)，立體定向裝置的引導(dǎo)臂便可用于將浮動(dòng)插管的中空針推進(jìn)到患者的脊髓中。一旦中空針插入到患者的脊髓中，便可通過將引導(dǎo)臂從注射部位向上縮回而將基部插管縮回，從而允許浮動(dòng)插管在基部插管內(nèi)沿著基部插管的縱向軸線行進(jìn)。接下來，注射泵可用于泵送預(yù)先裝載在卡普耳中的鹽水，使其通過預(yù)先裝載有表達(dá)膠質(zhì)細(xì)胞系衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子的神經(jīng)祖細(xì)胞的卡普耳輸送管10000，從而將細(xì)胞和鹽水推進(jìn)通過插管輸送管7000，并最終通過浮動(dòng)插管的中空針并進(jìn)入患者的脊髓中。如果需要，可通過用已經(jīng)預(yù)先裝載有鹽水和細(xì)胞的新的卡普耳和卡普耳輸送管分別替換已使用的卡普耳和卡普耳輸送管，在相同注射部位或不同注射部位重復(fù)此程序，如上所述。在執(zhí)行一次或多次注射之后，可通過從手術(shù)部位完全縮回立體定向設(shè)備的引導(dǎo)臂來縮回插管，并且可根據(jù)上述外科手術(shù)封閉患者中的切口。

雖然在上述實(shí)施例中具體描述了治療性細(xì)胞向脊髓的輸送，但是可使用本文所述的插管、立體定向裝置和注射泵系統(tǒng)將任何流體治療性物質(zhì)(或成像物質(zhì))輸送到脊髓或其他解剖目標(biāo)。

上述各種方法和技術(shù)提供了實(shí)行本發(fā)明的多種方式。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本文所述的任何特定實(shí)施方案不一定能夠?qū)崿F(xiàn)所描述的所有目的或優(yōu)點(diǎn)。因此，例如，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化如本文教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)的方式來執(zhí)行所述方法，而不一定實(shí)現(xiàn)如本文教導(dǎo)或提出的其他目標(biāo)或優(yōu)點(diǎn)。本文提及了各種替代方案。應(yīng)當(dāng)理解，一些實(shí)施方案具體地包括一個(gè)、另一個(gè)或幾個(gè)特征，而其他實(shí)施方案具體地排除一個(gè)、另一個(gè)或幾個(gè)特征，而另一些實(shí)施方案通過包括一個(gè)、另一個(gè)或幾個(gè)有利特征來減輕特定特征。

此外，熟練技術(shù)人員將認(rèn)識到來自不同實(shí)施方案的各種特征的適用性。類似地，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以各種組合采用上文討論的各種元件、特征和步驟以及每個(gè)這樣的元件、特征或步驟的其他已知的等同物，以執(zhí)行根據(jù)本文所述的原理的方法。在各種元件之中，將具體地包括特征和步驟中的一些，并且在不同實(shí)施方案中具體地排除其他特征和步驟。

雖然已經(jīng)在某些實(shí)施方案和實(shí)施例的上下文中公開了本申請，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將理解，本申請的實(shí)施方案延伸超出具體公開的實(shí)施方案到其他替代實(shí)施方案和/或其使用和修改以及等同物。

在一些實(shí)施方案中，在描述本申請的特定實(shí)施方案的上下文中使用的術(shù)語“一”和“一個(gè)”和“所述”以及類似的引用(特別是在以下權(quán)利要求中的某些的上下文中)可被解釋為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)兩種形式。本文中對值的范圍的闡述僅僅意在充當(dāng)單獨(dú)地提及處在該范圍內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)值的速記法。除非本文中另有指示，否則將每個(gè)單獨(dú)值并入本說明書中，如同在本文中單獨(dú)闡述一樣。本文所述的所有方法可以任何合適的順序執(zhí)行，除非本文另有指示或者與上下文明顯矛盾。關(guān)于本文中的某些實(shí)施方案提供的任何和所有實(shí)施例或示例性語言(例如，“諸如”)的使用僅旨在更好地闡明本申請，并且不對以其他方式要求保護(hù)的本申請的范圍構(gòu)成限制。說明書中的任何語言均不應(yīng)被解釋為表示任何未要求保護(hù)的元件對本申請的實(shí)踐是至關(guān)重要的。

本文描述了本申請的某些實(shí)施方案，包括本發(fā)明人已知的用于實(shí)行本申請的最佳模式。在閱讀前面的描述之后，這些實(shí)施方案的變化對于本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將變得顯而易見。預(yù)期熟練技術(shù)人員可適當(dāng)?shù)夭捎眠@種變化，并且可以除本文具體描述之外的方式實(shí)踐本申請。因此，本申請的許多實(shí)施方案包括根據(jù)適用法律允許的所附權(quán)利要求中闡述的主題的所有修改和等同物。此外，除非本文中另有指示，或以其他方式明確地與上下文相矛盾，否則上述元件以其所有可能變型的任何組合均包括在本申請中。

出于所有目的，本文引用的所有專利、專利申請、專利申請的公布以及其他材料(諸如文章、書籍、說明書、出版物、文獻(xiàn)、物品等)除了與其相關(guān)聯(lián)的任何檢控文件歷史、與本文件不一致或沖突的材料、或者對現(xiàn)有或以后與本文件相關(guān)聯(lián)的權(quán)利要求的最廣泛范圍可能具有限制性影響的任何材料之外。舉實(shí)施例，如果與任何所并入的材料相關(guān)聯(lián)和與本文件相關(guān)聯(lián)的術(shù)語的描述、定義和/或使用之間存在任何不一致或沖突，那么術(shù)語的描述、定義和/或使用以本文件中的為準(zhǔn)。

最后，應(yīng)當(dāng)理解，本文公開的申請的實(shí)施方案是對本申請的實(shí)施方案的原理的說明?？刹捎玫钠渌薷目稍诒旧暾埖姆秶鷥?nèi)。因此，舉實(shí)施例但非限制，可根據(jù)本文的教導(dǎo)來利用本申請的實(shí)施方案的替代構(gòu)型。因此，本申請的實(shí)施方案不限于精確地如圖所示和描述的實(shí)施方案。