脊柱杆延伸器以及使用方法

2023-09-15 05:15:05 3

專利名稱：脊柱杆延伸器以及使用方法
脊柱杆延伸器以及使用方法
背景技術：
脊柱杆經常在脊柱疾病，例如退變椎間盤疾病、椎間盤突出、脊柱側彎或 其他彎曲異常，和骨折的外科手術處理中被使用。不同類型的外科手術處理被 使用。在一些情況下，脊柱融合術顯示可以阻止椎骨體之間的相對運動。對於 每種類型的外科手術處理來說，脊柱杆可以被連接到兩個或多個椎骨的外側， 不管是在椎骨的後邊、前邊、或側邊。在其他實施方式中，脊柱杆被連接到椎 骨，而沒有使用動態移植或脊柱融合術。
脊柱杆可以提供穩定的、剛性的柱，其支持骨頭在脊柱融合外科手術之後 融合。而且，該棒可以在更廣泛的區域使壓力改變方向，遠離受傷的或有缺陷 的區域。而且，該剛性杆可以再次將脊柱按它自己的正確排列方式安置。在一 些情況下，柔軟杆可以是適當的。柔軟杆對於剛性杆來說可以提供一些優點， 例如增加在椎骨間結構上的負荷，當植骨癒合發生時，降低轉移到臨近椎骨元 件的壓力，以及通常用柔軟性平衡強度。
在一些情況下，例如退變性疾病下，臨近先前移植脊柱杆的椎骨水平可能 開始惡化。在其他情況下，例如脊柱校正，外科醫生可以選擇階段性地插入脊 柱杆。在任何一種情況下，翻修術可以顯示為用更長的脊柱杆固定額外的椎骨 水平。這些類型的外科手術通常需要原始移植棒的分開和移除，以及將更長的 棒插入到存在的固根內。但是，外科醫生優選地將原始移植物保持完整以便保 護融合點和/或移植物幾何形狀。因此，傳統的脊柱杆系統沒有允許將附加的 脊柱杆可擴展地連接到先前移植的脊柱杆上。

發明內容
本文公開的示例性實施方式關於脊柱杆成套部件，其可以通過將延伸部分 連接到沿縱軸延伸的脊柱杆而形成。該延伸部分可以在原位被裝配到脊柱杆， 該脊柱杆已經先前被固定到患者體內的椎骨體上。該延伸部分可以在被插入到 患者體內之前被裝配到脊柱杆上。對於每種方法，該延伸部分可以包括棒聯接， 其用第一聯接結合到脊柱杆，當將棒聯接相對於脊柱杆沿縱軸放置時，第一聯接包括第一轉動自由度和第一平移自由度。該棒聯接可以包括在第一和第二壁 之間形成的開口通道，該通道大小為在第一和第二壁之間以側向接受該脊柱 杆。該壁之一或全部可以包括固定器，其延伸到通道內。該棒聯接可以如希望 般相對於脊柱杆被放置和被固定。該延伸部分可以進一步包括延長杆，其包括 細長的杆主體，其可以使用第二聯接一一其包括至少第二轉動自由度一一在 延伸杆相對於杆聯接以基本垂直於縱軸的軸向上放置時，被固定到杆聯接上。 在一個實施方式中，在建立杆延伸相對於脊柱杆的偏移量時，第二聯接包括第 二平移自由度。


圖1是根據一個實施方式，杆成套部件一一其被固定到椎骨構件一一的俯 視圖，包括有棒延伸器；
圖2是根據--個實施方式，脊柱杆延伸器的剖視圖3是根據一-個實施方式，脊柱杆延伸器連接器的剖視圖4是根據一-個實施方式，脊柱杆延伸器連接器的側視圖5是根據一-個實施方式，脊柱杆延伸器連接器的俯視圖6是根據--個實施方式，脊柱杆延伸器連接器的俯視圖7是根據一-個實施方式，延伸棒的俯視圖8是根據_-個實施方式，延伸棒的剖視圖9是根據一-個實施方式，脊柱杆延伸器的俯視圖io是根據-一個實施方式，分解的脊柱杆延伸器成套部件的剖視圖
圖11是根據-一個實施方式，脊柱杆延伸器聯接區域的前視圖12是根據-一個實施方式，脊柱杆延伸器聯接區域的側視圖13是根據-一個實施方式，脊柱杆延伸器成套部件的軸向視圖14是根據-一個實施方式，脊柱杆延伸器成套部件的側視具體實施例方式
本文公開的多種實施方式是關於脊柱杆延伸器，其允許聯接多個棒部分， 因此提供了可延伸的、模塊式的棒系統。通常，該脊柱杆延伸器在被移植到患
者體內之前或之後可以被固定到傳統的棒上。傳統的棒與在CD Horizon 棒系 統中使用的那些棒相似，CD Horizon 棒可以從位於Memphis, TN， USA處的Medtronic, Spinal & Biologies Division獲得。該延長杆可以在相同的時間 被移植且與傳統杆相聯合。但是，該延長杆還有利地可以連接到傳統杆上，傳 統杆已經被固定到患者的椎骨體上。因此，該延長杆可以在傳統杆被移植之後 的一些時間被移植，例如在校正術中。脊柱杆延長器的多種實施方式，可以以 在由圖l和2中的數字20大體上所顯示類型的脊柱杆成套部件中，被實現。 顯示類型的脊柱杆成套部件20可以在多個位置，包括後面、側面和前面位置 被連接到脊柱。脊柱杆成套部件20還可以在脊柱的多個區域，包括頭骨的底 部被連接，以及被連接到在頸部、胸部、腰部和骶骨部區域的椎骨上。使用通 常熟知的連接固定件Al、 A2、 A3例如弓根螺釘或其他螺紋固定件，以及其他 通常熟知的器件，包括例如鉤和板，脊柱杆成套部件20可以被固定到脊柱。 因此，脊柱杆成套部件20可以包括多種長度、直徑、和構造。因此，在圖1 和2中提供的的示例僅僅作為脊柱杆成套部件20的一個應用的代表性實施例。 圖1顯示了脊柱杆成套部件20的俯視圖，而圖2顯示了脊柱杆成套部件20的 剖視圖，其中傳統的脊柱杆R被連接到延長元件，該延長元件包括延長連接器 22和延長杆24。
在圖1中，脊柱杆成套部件被顯示為相對於代表性椎骨體V1、 V2、 V3，簡 單地如虛線區域所示。在該脊柱杆成套部件20的代表性應用中，該傳統脊柱 杆R已經先被移植到患者體內且使用適當的固定器Al、 A2固定到椎骨體VI、 V2。多種類型的固定器，包括例如，固定的和多軸的弓根螺釘，其還可以從CD Horizon 杆系統家族設備中獲得。在某一後面部分時間點，該延長連接器22 和延長杆24可以被加到存在的杆R上，而沒有移除杆R或分離固定件Al， A2。相反，該杆連接器22和延長杆24在原位被連接到杆R以及使用第三個固 定件A3，該延長杆24被固定到第三個椎骨體V3。在可替代的方法中，整個杆 成套部件20可以被裝配在一起，且在實質上相同的時間被固定到椎骨體VI、 V2、 V3。
該延長連接器22和延長杆24通常由生物適合性材料構成。這些材料包括 例如不鏽鋼，鈷-鉻，鈦，和形狀記憶合金，例如鎳鈦諾。非金屬成分，包括 由材料，例如PEEK和UH麗PE製備的聚合物，也可以考慮。在本領域的技術人 員將認識到由不同材料選擇提供的多種優點和特徵。通過適合材料的選擇，完 全剛性結構或半剛性結構可以被製備。
傳統脊柱杆R通常包括具有圓形截面的細長體。但是，在本文公開的實施方式中，非圓形截面被同等應用。在大約3mm和大約8mra之間的截面寬度是熟 知的，儘管可以使用其他的尺寸。不考慮棒R的幾何體，該延長連接器22包 括接受區域26，其被構造成接受棒R。延長連接器22的一個實施方式在圖3 提供的剖視圖中更詳細地被顯示。圖4顯示這個相同延長連接器22的側視圖。 圖5顯示這個相同延長連接器22的俯視圖。
在示例性的實施方式中，該接受區域26包括通道28，其大小為接受杆R。 該通道28在上壁30和下壁32之間形成且支撐面34延伸穿過其間。在一個實 施方式中，該上壁30比下壁32更長。在另一個實施方式中，該上下兩壁30， 32包括完全相似的長度。相似地，該下壁32可以比上壁30更長。在任何情況 下，該下壁32可以包括固定特徵36，以便將插入到通道28內的杆R保留。該 固位特徵36形成為突出物，其朝上壁30輕微地延伸到通道28內。 一旦杆R被 固定到通道28，該固位特徵36防止該杆R橫向脫離通道28。而且，在顯示的 實施方式中，該通道28是橫向開口，而連接器接頭38以相反於通道28開口 端的方向橫向延伸。在一個實施方式中，該通道28朝延伸連接器22的頂部和 底部開口。並不明確需要該通道28和連接器接頭38以相反的方向橫向延伸。
杆R可以用固定器40被固定到通道28內，如圖1和2所示。該固定器 40可以如所顯示被作為固定螺絲釘，儘管可以使用其他類型的緊固件。代表性 的固定器40可以包括釘，栓，銷，直角彎緊固件，夾子，環形物，和其他本 領域的技術人員可接受的緊固件。顯示的固定螺絲釘固定器40可以提供完全 的夾緊力，以便將杆R固定到通道28內。在顯示的實施方式中，固定螺絲釘 固定器40被插入到在接受區域26的上壁30內的螺紋孔42中。在一個實施方 式中，該接受區域26包括單螺紋孔42，以便接受固定螺絲釘固定器40。在另 一個實施方式中，例如在圖6中所示，該接受區域26包括多重螺紋孔42，以 便接受多重固定螺絲釘固定器40，以額外固定到杆R上。該延長連接器22可 以通過使用固定器40，通過將杆R夾緊在通道28內，被插入到杆R之上和固 定到杆R上。
圖2顯示了在將延長連接器22連結到杆R上時存在一些靈活性。具體地， 圖2分別顯示了兩組標記C和P的箭頭。這些箭頭顯示相對於X-Y-Z的坐標系。 杆R大體上與X軸對齊排列。通常熟知杆R可以彎曲，以便適應於患者解剖學 或取得希望的脊柱排列。但是，為了描述和簡潔的目的，在圖1和2中顯示的 杆R被描述為以直線延伸。對於彎曲的杆R，該X-Y-Z坐標系通過將坐標系的X軸與杆R的縱軸在延長連接器22被連接到杆R的點上對齊排列而保持關聯。 使用每種慣例，該延長連接器22可以位於沿杆R縱軸長的多個位置。這種靈 活性可以由P標記的箭頭所確認，其沿著X軸或者杆R軸。而且，該延長連接 器22可以位於由標記C的箭頭所確認的多個轉動方向上，箭頭C其圍繞X軸 或圍繞R軸轉動。也就是，該延長連接器22可以轉動且被固定到Y-Z平面內 的多個位置(由解剖學所潛在地限定)。這些箭頭代表在將延長連接器22放 置位於杆R時，單平移自由度和單轉動自由度。
如所顯示，該連接器接頭38從接受區域26處延伸。在一個實施方式中， 該連接器接頭38包括齒條44，其圍繞連接器接頭38的外表面縱向延伸。該伸 長杆24以在圖1和2中示例的方式被連接到連接器接頭38。根據一個實施方 式，圖7和8分別示例延長杆24的俯視圖和側視圖。該延長杆24包括細長杆 部分46，其以基本相似於傳統杆R被形成。也就是，該杆部分46包括直徑在 大約3mm和大約8mm之間的圓形截面。當然，不同直徑和不同材料將具有不同 的彎曲和扭轉剛度。在本領域的技術人員將理解適合的直徑，以便取得希望的 杆強度。在其他的實施方式中，該杆部分46可以包括非圓形以及甚至非對稱 的截面。
該延長杆24包括連接部分48，在顯示的實施方式中，其被放在在延長杆 24之一端。在顯示的實施方式中，該連接部分48相比較於杆部分46被放大。 但是，取決於杆部分46和連接器接頭38的尺寸，該連接部分48可以包括如 杆部分46的相似尺寸和寬度。該連接部分48包括孔50，其接合延長連接器 22的連接器接頭38。也就是，孔50的大小為接受連接器接頭38。該孔50可 以延伸穿過連接部分48或可以延伸到預先決定的深度。該孔50可以包括一個 或多個伸出物52，包括例如多個齒條，其將相應構造的齒條44結合到連接器 接頭38上。該孔50可以包括比連接器接頭38稍微更大的寬度。以這種方式， 該連接器接頭38可以在孔50內轉動(如在圖2中標記的箭頭所示)，以便取 得希望的方向。而且，該延長杆24可以以距離杆R多種偏移距離被固定，如 箭頭S所示。在這種偏移距S中的調整量由連接器接頭38的長度所限定。
因此，結合在圖2中由箭頭P和C所標示的允許運動，該延長杆系統20 在將杆延長元件22, 24裝配到杆R上時，允許雙角度轉動自由度和雙角度平 移自由度。隨後，該連接器接頭38可以用固定器40在孔50內被固定，如圖1 和2所示。如上面所建議，該固定器40可以被作為所顯示的固定螺絲釘，儘管其他類型的緊固件可以被使用。代表性的固定器40可以包括釘，栓，銷， 直角彎緊固件，夾子，環形物，和其他本領域的技術人員可接受的緊固件。顯
示的固定螺絲釘固定器40可以提供完全的夾緊力，以便將連接器接頭38固定 到孔52內。而且，在固定器40被插入之後，齒條44、 52共同作用以防止延 長杆24相對於延長連接器22的轉動。在顯示的實施方式中，固定螺絲釘固定 器40被插入到在連接部分48中的螺紋孔54中。在一個實施方式中，該連接 部分48包括單螺紋孔54，以便接受固定螺絲釘固定器40。在另一個未示例的 實施方式中，該連接部分48包括多重螺紋孔54，以便接受多重固定螺絲釘固 定器40。
圖1和2描述了杆成套部件20，其包括單延長連接器22和單延長杆24， 其被連接到傳統的杆R上。因為該延長杆24包括杆部分46，其相似於傳統的 杆R而被形成，在圖9中顯示的杆系統100可以使用多個延長連接器22和延 長杆24被形成。在示例的實施例中，該杆系統100包括傳統的杆R和連接的 延長杆，其包括兩個延長連接器22和兩個延長杆24。附加的延長連接器22和 延長杆24可以如希望般被加入，以便得到希望的總長度。
圖10描述了延長杆系統110的實施方式，其使用延長連接器22來連接 到傳統的杆R上，如上面所描述。在本實施方式中，延長杆24A通過連接區段 56被連接到延長連接器22上。就其功能來說，該連接區段56將延長杆24A連 接到延長連接器22上。而且，該連接區段56以箭頭F的方向可以旋轉，因此 在將延長杆24A相對於傳統杆R排列時提供了靈活性，該延長連接器22被連 接到傳統杆R上。代表性連接區段56的具體特徵在圖11和12提供的前視圖 和側視圖中更清晰的顯現。該示例性的連接區段56大體上是矩形，但是其他 形狀是當然允許的。例如，橢圓形，長方形，或淚珠形形狀可以使用。該連接 區段56包括孔58，其結合延長連接器22的連接器接頭38。也就是，孔58大 小為接受連接器接頭38。該孔58可以延伸穿過結合區域56或可以延伸到預先 決定的深度。該孔58可以包括伸出物52，包括例如多個齒條，其將相應構造 的齒條44結合到連接器接頭38上。該孔58可以包括比連接器接頭38稍微更 大的寬度。以這種方式，該連接器接頭38可以在孔58內轉動(如標記F的箭 頭所示)，以便取得希望的方向。隨後，該連接器接頭38可以用固定器40A 被固定到孔58內，例如本文所描述的固定螺絲釘或其他構件。
該連接區段56進一步包括孔60，其結合延長杆24A。也就是，孔60大小
9為接受延長杆24A的底部。在顯示的實施方式中，該孔60被定為面向完全垂 直於延長器接頭孔58的方向。在其他實施方式中，延長杆孔60可以面向不是 完全垂直於延長器接頭孔58的方向。孔60可以延伸穿過連接區段56或可以 延伸到預先決定的深度。該孔60可以包括螺紋62，其結合在延長杆24A上的 相應結構的螺紋64。因此，該延長杆24A可以嚙合到連接區段56中的孔60內。 隨後，該延長杆24A可以使用固定器40A例如固定螺絲釘或本文所描述的其他 構件，被固定。在代替的實施方式中，傳統的杆R可以連接到連接區段56，而 不是示例的延長杆24A。杆R可以被插入到孔60中(在結合區域56中可以包 括螺紋或沒有包括螺紋)。隨後，該杆R可以使用固定器40A例如固定螺絲 釘或本文所描述的其他構件，被固定。
圖13和14示例了延長杆系統120的實施方式，其中延長連接器22B結合 延長杆24B。該延長連接器22B包括接受部分26，其被構造成接受杆R，如上 面所描述。該延長連接器22B包括孔66，其在擴大的插入端68和狹窄的低端 70之間延伸。在這些端部68、 70之間，孔66包括形成的球面72，以便基本 匹配和結合延長杆24B的擴大端76的球面74。因此，在延長杆24B的擴大端 76的球面74和孔66的球面72處形成球和窩關節，其允許延長杆24B相對於 杆R的多軸運動。該延長杆24B的擴大端76可以包括嵴78，其可以被固定螺 絲釘固定器40B的頂端78被結合。固定螺絲釘固定器40B的頂端78如顯示般 被加上尖銳突起。在其他實施方式中，頂端78可以是球形的、杯形的、圓錐 形的或本領域的技術人員可以想到的其他形狀。而且，該頂端78可以被變形， 且包括相對柔軟的材料，包括例如金屬合金，包括銀；或聚合物，例如尼龍， 其是可以變形的，以便進一步在延長連接器22B內的孔66中，將延長杆24B 的擴大端76結合和固定。
在延長杆24B和延長接合器22B之間包含球-和-窩連接，相對於前面描述 的實施方式(以在圖2中用箭頭標記S確定的轉動自由度損失為代價)，其提 供了額外的轉動自由度。具體地，該延長杆24B能夠圍繞在圖13中標記J、 K、 L箭頭所代表的多個軸轉動或旋轉。特別地，這些軸在延長接合器22B連接到 杆R的位置上基本垂直於杆R的縱軸。
空間相對術語，例如"下面"、"之下"、"低於"、"上面"、"之上" 和類似表達，被使用，以便易於描述解釋一個元件相對於第二個元件的位置。 這些術語傾向於包含設備的不同方向，除了在附圖中描述的那些不同方向。而且，術語，例如"第一"、"第二"和類似表達，還被用於描述多個元件、 地區、區域等，且也不傾向於被限定。類似的術語指代貫穿說明書的類似元件。 如本文所使用，術語，"具有"、"含有"、"包括"、"包含"和類似 表達，是開放式術語，其顯示了所陳述元件或特徵的存在，但是不排除附加的 元件或特徵。冠詞"一個""(一種)"(a)，"一個""一種"(an)和 "該"(the)傾向於包括複數和單數，除非上下文清楚地表明是其他情況。
本發明可以以不同於本文前面所描述的其他具體方式被進行，而不脫離 本發明的範圍和本質特徵。例如，上面所描述的實施方式考慮到在延長接合 器一一其在延長杆或接合器區域內結合孔一一上面的延長接頭。在另一個實施 方式中，該接頭可以放置在接合器區域或延長杆上，而該孔被放置在延長接合 器上。因此，該接合器區域或延長杆可以被插入到延長接合器中，和示例的構 造形成對比。因此，在所有方面，本實施方式被認為是示例性的且不是限定的， 以及在附屬權利要求的含義和等價範圍內的所有變化意圖為包含在本文內。
權利要求
1. 脊柱杆成套部件，包括細長杆，其沿縱軸延伸，且包括第一端和第二端以及在其間延伸的外表面；連接器，其包括第一連接特徵和第二連接特徵，第一連接特徵包括接受區域，其大小為接受細長杆——橫向進入到接受區域中——的外表面；和延長杆，其包括細長杆主體和第三連接特徵，第三連接特徵被形成以便結合第二連接特徵，當將連接器相對於縱軸放置時，第一連接包括第一轉動自由度和第一平移自由度；以及，當將延長杆圍繞基本垂直於縱軸的軸放置時，第二連接特徵和第三連接特徵共同操作以便包括至少第二轉動自由度。
2. 如權利要求1所述的脊柱杆成套部件，其中所述第一連接特徵和第二連接特 徵被形成為單體連接器構件。
3. 如權利要求1所述的脊柱杆成套部件，其中所述第一連接特徵和第二連接特 徵被形成為分離的連接器構件。
4. 如權利要求1所述的脊柱杆成套部件，其中所述第一連接包括在第一壁和第二壁之間形成的開口通道，所述開口通道大小為在第一壁和第二壁之間以橫向方向 接受細長棒，第一壁包括固定器，固定器延伸到通道中。
5. 如權利要求4所述的脊柱杆成套部件，其中所述固定器包括有螺紋的固定螺 絲釘。
6. 如權利要求4所述的脊柱杆成套部件，其中所述固定器包括伸出物，其從所 述壁延伸到所述通道中。
7. 如權利要求1所述的脊柱杆成套部件，其中所述第二連接包括在延長棒的端 部和在連接器中的凹陷處之間形成的球和窩關節。
8. 如權利要求1所述的脊柱杆成套部件，其中所述第二連接在孔和接頭——其 大小適合配置在孔中——之間形成，孔和接頭基本沿著垂直於縱軸的軸進行延伸。
9. 如權利要求8所述的脊柱杆成套部件，其中所述接頭在連接器上形成，且孔 在延長杆中形成。
10. 如權利要求8所述的脊柱杆成套部件，其中所述接頭和孔包括內部結合齒條， 當接頭被固定到孔中時，以便在孔中限定接頭的轉動。
11. 如權利要求8所述的脊柱杆成套部件，其中所述接頭在連接器的第一構件上形成以及孔在分離的連接器區段內形成，其包括大小為接受延長棒的第二孔。
12. 如權利要求1所述的脊柱杆成套部件，其中所述第二連接特徵和第三連接特 徵共同作用，以便在將延長杆沿以基本垂直於縱軸的軸放置時，包括至少第二平移自 由度。
13. 沿縱軸可以結合到脊柱杆的脊柱杆延長系統，所述系統包括連接器，包括在第一壁和第二壁之間形成的開口通道，該通道大小為在第一壁 和第二壁之間以橫向方向接受細長杆，第一壁包括固定器，其延伸到通道中；和延長杆，其包括細長杆體以及形成的連接特徵，以便以——允許圍繞橫向於所述 縱軸延伸的軸轉動延長杆——的方式結合所述連接器。
14. 如權利要求13所述的脊柱杆成套部件，其中所述連接器被形成為單構件。
15. 如權利要求13所述的脊柱杆成套部件，其中所述連接器被形成為兩個分離的構件，第一構件包括第一壁和第二壁，以及第二構件包括孔，以便接受伸長杆。
16. 如權利要求15所述的脊柱杆成套部件，其中所述連接特徵包括延長杆的端 部，其被插入到孔內，所述第二構件包括第二孔，其大小為接受在第一構件上形成 的接頭。
17. 如權利要求13所述的脊柱杆成套部件，其中所述連接特徵是球形頭部，其 結合在連接器上形成的球面。
18. 如權利要求13所述的脊柱杆成套部件，其中所述連接特徵是在延長杆內形 成的孔，所述孔大小為接受在連接器上形成的接頭。
19. 如權利要求18所述的脊柱杆成套部件，其中所述接頭和孔包括內結合的齒 條，當所述接頭被固定在孔中時，以便限定在孔內接頭的轉動。
20. 如權利要求13所述的脊柱杆成套部件，其中所述連接特徵被形成，以便 以——允許沿著橫向於所述縱軸延伸的軸平移延長杆——的方式結合所述連接器。
全文摘要
脊柱杆成套部件可以通過將延長部分結合到脊柱杆——其沿縱軸延伸——上被形成。該延長部分可以包括棒連接器，其用第一連接結合到脊柱杆，當沿縱軸將棒連接器相對於脊柱杆放置時，第一連接包括第一轉動自由度和第一平移自由度。該延長部分可以進一步包括延長棒，其包括細長棒體，使用第二連接其可以被固定到棒連接器，當將延長棒以圍繞基本垂直於縱軸的軸相對於杆連接器放置時，第二連接包括至少第二轉動自由度。該延長部分可以在脊柱杆原位被裝配，所述脊柱杆已經先前被固定到患者的椎骨體上。
文檔編號A61B17/70GK101511289SQ200780032161
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月29日 優先權日2006年8月31日
發明者K·E·米勒 申請人:華沙整形外科股份有限公司