專利名稱：遙控可調式組織移位裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及用于使身體內的組織如一個或多個動物 的骨移位的裝置。更準確地說，本發(fā)明涉及患者體內植入物，所述植 入物可以身體外部遠程調節(jié)，以便伸展和/或收縮。
背景技術：
—些可擴張的植入物如Synthes， Inc.以商標 VEPTR (垂直式可擴張假體鈦肋骨)系統(tǒng)市售的系統(tǒng)用來使患者體內的骨頭 移位。例如，具有嚴重脊胸變形的小兒常常利用這些附接到肋骨、脊 柱和/或骨盆上的植入體。植入物通常定期如每6個月穿過小的皮膚 切口進行調節(jié)。然而，調節(jié)常常需要全身麻醉和住院，以便從調節(jié)手 術中恢復，并且還引入感染的危險。
發(fā)明提要 —般說來，提供一種用于移動組織的裝置，如用于使骨 移位的植入物。裝置可以包括兩個細長的構件，所述兩個細長的構件 可彼此相對移位，優(yōu)選的是可伸縮式移位，以便相對于裝置的長度伸 展和收縮。驅動件可以旋轉以使裝置伸展和/或收縮，優(yōu)選的是通過
磁性執(zhí)行器旋轉。磁性執(zhí)行器優(yōu)選的是可通過外部磁場旋轉。更準確 地說，可以利用患者身體外部的磁場來使患者體內的植入物伸展和/ 或收縮。 裝置的一個實施例包括兩個細長的構件，所述細長的構 件具有近端和遠端， 一驅動件與其中一個細長的構件有關，并可相對
5于其旋轉。可以設置一磁性執(zhí)行器組件，所述磁性執(zhí)行器組件以這種 方式與驅動件相關，以便當磁性元件旋轉時，驅動件也旋轉，這樣使 兩個細長的構件彼此相對移動。磁性執(zhí)行器組件優(yōu)選的是可通過外部 》茲場S走轉。 裝置的另 一個實施例包括兩個骨附接件和一個移位機 構，所述移位機構加工成一定形狀，用于在穿過皮膚傳輸?shù)拇艌隹蛇M 入的位置中皮下植入。裝置包括從動件和可旋轉的驅動件、唇形件、 磁鐵和驅動齒，上述驅動件連接在兩個骨附接件之間，上述唇形件連 接到驅動件上，上述磁鐵可朝相反方向前后旋轉，及上述驅動齒連接 到磁鐵上，以便在磁鐵前后旋轉時接觸、輕敲或沖擊唇形件。裝置的可供選擇的實施例包括骨位移設備，所述骨位移
設備具有兩個骨附接件、從動件、和可旋轉的驅動件，上述從動件連 接到其中一個骨附接件上，上述可旋轉的驅動件連接到第二骨附接件
上。優(yōu)選的是，驅動件和從動件通過螺紋相關，以便在軸向上相對于 第二骨附接件移動從動件。因此，在驅動件朝移位方向旋轉時，骨附 接件可以移位。裝置還包括可旋轉的執(zhí)行器和離合器機構，所述離合 器機構在執(zhí)行器和驅動件之間操作，因此在執(zhí)行器朝相反方向前后旋 轉時，驅動件朝移位方向前進。優(yōu)選的是，設置可旋轉的磁鐵，其磁 鐵的旋轉導致執(zhí)行器前后旋轉。 按照裝置的優(yōu)選實施例，可以利用磁性電機的變動的磁 場來使驅動件旋轉，而不是利用直接實際的磁力。例如，用于使驅動 件旋轉的驅動件或執(zhí)行器可以擺動并依靠用于這種旋轉的沖擊動量。 裝置可以包括構造的特點、各元件的組合、及部件配置， 它們在后面陳述的構造中舉例說明，但本發(fā)明的范圍不限于這些特 點、各元件的組合或者部件的配置。因此，本發(fā)明包括若干元件及這些元件中一個或多個與 另一些元件中每個元件的關系，及應用結構特點、各元件的組合和部 件配置的設備，上述部件適合于實施這些步驟，它們全都如下面詳細 公開中舉例說明的，并且本發(fā)明的范圍將在權利要求書中指出。
附圖簡介裝置在下面示例性附圖中更詳細闡明。附圖僅是示例性
6的，以便示出一些優(yōu)選裝置的結構和某些特點，上述特點可以單獨使 用或與其它特點結合使用。本發(fā)明不限于所示的實施例。圖1是裝置的實施例的前視圖；
圖2A是驅動組件的實施例的前視圖；
圖2B是驅動組件的實施例的前視圖；
圖3是激勵器和裝置的實施例的透視圖；
圖4A是執(zhí)行器和實施例的透視圖；
圖4B是執(zhí)行器的實施例的部件分解透視圖；
圖5A是激勵器和磁鐵的實施例的示意圖；
圖5B是激勵器和磁鐵的實施例的示意圖；
圖5C是激勵器和磁鐵的實施例的示意圖；
圖5D是激勵器和磁鐵的實施例的示意圖；
圖6A是執(zhí)行器和驅動件的實施例的示意圖；
圖6B是執(zhí)行器和驅動件的實施例的示意圖；
圖6C是執(zhí)行器和驅動件的實施例的示意圖；
圖7是執(zhí)行器和驅動件的實施例的透視圖；
圖8是裝置的實施例的透視圖；
圖9是裝置的實施例的一部分的透視圖；
圖IO是離合器機構和執(zhí)行器的實施例的側視圖；
圖11是離合器機構的實施例的透視圖；
圖12A是圖10的離合器機構和執(zhí)行器處于第一位置的側 視圖；圖12B是圖10的離合器機構和執(zhí)行器處于第二位置的側 視圖；圖12C是圖10的離合器機構和執(zhí)行器處于第三位置的側 視圖；圖12D是圖10的離合器機構和執(zhí)行器處于第四位置的側 視圖；圖12E是圖10的離合器機構和執(zhí)行器處于第五位置的側 視圖；圖12F是圖10的離合器機構和執(zhí)行器處于第六位置的側 視7
圖12G是圖10的離合器機構和執(zhí)行器處于第七位置的側 視圖；圖12H是圖10的離合器機構和執(zhí)行器處于第八位置的側 視圖；圖121是圖10的離合器機構和執(zhí)行器處于第九位置的側 視圖；圖13是離合器機構的實施例的側視圖；圖14是執(zhí)行器的實施例的側視圖；圖15是離合器機構和執(zhí)行器的側視圖；圖16是裝置的實施例的前視圖；圖17是裝置的實施例的透視圖；圖18是裝置的實施例一部分的透視圖；圖19A是裝置的實施例的頂部平面圖；圖19B是圖19A的裝置沿著線19B-19B所取的剖視圖；圖19C是圖19A的裝置一部分的頂視圖；圖20是圖19A的裝置的一部分沿著線20-20所取的剖視
圖；圖21是裝置的實施例的前視圖；
圖22是圖21的裝置一部分的前視圖；
圖23是裝置的實施例的頂部平面圖；
圖24是圖24的裝置一部分的頂部平面圖；
圖25A是裝置的實施例的前視圖；圖25B是圖25A的裝置的一部分沿著線25B-25B所取的 剖視圖；圖26是裝置的實施例的透視圖；圖27是圖26的裝置的前視圖；圖28是圖26的裝置的一部分的透視圖。
優(yōu)選實施例詳細說明
現(xiàn)在將參見


本發(fā)明的某些示例性實施例。 一般， 這些實施例涉及一種裝置，所述裝置用于給動物體內的組織移位，作 為非限制性例子，給具有脊胸畸形的人體內的組織移位。具有脊胸畸形的兒童經常需要一種植入物，所述植入物定期調整以便擴大胸廓， 讓器官在不被擠的情況下自由生長。因此，理想的是提供一種按照本 發(fā)明的實施例所述的裝置，所述裝置提供這種植入物的遙控調節(jié)。遙 控調節(jié)涉及在不必經受外科手術或者其它侵害性或非侵害性手術的 情況下調節(jié)裝置的能力。 —般參見圖1-3和8-9，用于給組織移位的裝置100, 500 可以基本上是直的、彎的，或具有另外按照設計選擇的形狀。在所示 的實施例中，裝置IOO, 500可以包括第一構件120, 520和第二構件 140， 540,上述第一構件120， 520具有桿件122， 522，所述桿件122， 522優(yōu)選的是比較光滑，而上述第二構件140， 540具有管狀件142, 542。桿件122， 522和管狀件142, 542可選擇性地彼此相對移位， 優(yōu)選的是可伸縮式或側向上移位。第一構件120， 520和第二構件140, 540優(yōu)選的是細長的，且可以比較直或者是彎曲的。另外，應該理解， 盡管本文把某些實施例說成具有與管狀件有關的驅動件，但驅動件也 可以與桿件有關，反之亦然。按照優(yōu)選實施例，裝置100， 500包括驅動組件200, 600， 所述驅動組件200, 600將第一構件120， 520從第二構件l40, M0 移位，以便使裝置IOO, 500伸展和/或收縮。優(yōu)選的是，管狀件142， 542包括內腔146, 546，桿件122， 522可以容納在所述內腔146、 546 內。在所示的實施例中，第一構件120, 520包括第一附接裝 置124， 524，所述附接裝置124， 524用于附接到身體內的組織上。 同樣，第二構件140， 540包括第二附接裝置I", 544，所述第二附 接裝置144, 544用于附接到身體內的組織上。第一和第二附接裝置 是鉤、夾子、閉合環(huán)或其它可以附接到骨例如肋骨上的機構。合適的 夾的例子在下列美國專利Nos. 6126664 "用于定位和切除骨的裝置和 方法"、6143031 "具有可壓縮成形的空心元件和推間植入物"、5092889
"可擴展的垂直假體肋骨，，、5030235 "假體第一肋"，和5261908
"可擴展的垂直假體肋"中說明。隨著裝置100， 500伸展，第一構件120, 520可以從第 二構件140， 540移位，并將相應的組織推動相互離開。例如，如果 第一構件120， 520附接到肋骨上，而第二附接裝置140, 5W附接到髖部，則可以4巴肋骨向外推以便校正或治療脊胸畸形?，F(xiàn)在參見圖1-3所示的實施例，其中示出驅動組件200 具有一驅動件210。如圖1-3所示，驅動件210包括外周邊214，所 述外周邊214優(yōu)選的是具有至少一部分是有螺紋216，和優(yōu)選的是附 接到第一構件120的桿件122上。隨著驅動件210旋轉，外周邊214 上的螺紋216可以^妻觸內腔146，所述內腔146優(yōu)選的是具有螺紋部 分148，及驅動件210相對于管狀件142的長度移動。同時，附接到 驅動件210上的第一構件120也相對于第二構件140的長度移動，優(yōu) 選的是在第二構件140內移動，更優(yōu)選的是伸縮式移動。另外，驅動 件210的外周邊214的螺紋216和第二構件210的內腔146的螺紋部 分148協(xié)同工作，以便防止滑移，并保持第一構件120和第二構件140 處于合適位置。盡管驅動件210示出為附接到桿件122的端部上，但 應該理解，驅動件210可以附接到桿件I"上相對于桿件122的長度 的另外位置處。應該理解，術語"旋轉"包括小于360。的部分旋轉、 整個360。旋轉或大于360。的旋轉。驅動件210可以通過執(zhí)行器300旋轉，例如，如圖4A, B 中所示。執(zhí)行器300優(yōu)選的是包括一磁性構件，優(yōu)選的是磁鐵310, 且執(zhí)行器300優(yōu)選的是通過外部激勵器400驅動。所示的執(zhí)行器300 的實施例與驅動件210對準，優(yōu)選的是與驅動件210同心，并包括磁 鐵310和環(huán)形件320，上述磁鐵310優(yōu)選的具有第一^f茲極312和第二 磁極314的圓筒形磁鐵，而上述環(huán)形件320優(yōu)選的是這樣附接到磁鐵 310上，以便磁鐵31Q的旋轉造成環(huán)形件320旋轉。執(zhí)行器的可供選 擇的實施例可以平行于驅動件，優(yōu)選的是偏離驅動件安裝。作為非限制性例子，第一磁極312可以是北極，而第二 磁極314可以是南極。隨著磁鐵310旋轉，使驅動件210旋轉，優(yōu)選 的是以預定增量旋轉，因此使裝置按預定的增量伸展或收縮。磁鐵310 可以通過體外的磁場旋轉，因此不需要切開或侵害性手術來伸展或收 縮裝置100。通過提供遙控式可調裝置，患者可以免除另外需要的外 科手術和與其有關的感染和住院的危險。此外，執(zhí)行器300和驅動件 210的對準式，優(yōu)選的是同心式配置可以提供基本上是狹窄的具有低 外形的裝置，這樣可以減輕患者不舒服和產生較小的組織刺激。外部激勵器400的實施例在圖3， 5A-5D中示出，和優(yōu)選
10的是包括一表面440,所述表面440具有兩個或多個，優(yōu)選的是4個 磁鐵420a， 420b,所述磁鐵420a, 420b各有一個磁極安裝在表面440 上。如圖3所示，外部激勵器400優(yōu)選的是位于皮膚S上方。在所示 的實施例中，外部激勵器400包括兩個具有北;f及的f茲4失420a和兩個 具有南極的》茲鐵420b。有北極的磁鐵420a和有南極的》茲鐵420b以交 替的順序安裝。隨著表面440通過激勵器桿460繞軸線X旋轉，可以 產生磁場。參見圖5A-5D，單極磁鐵420a， 420b的配置可以隨著外部 激勵器400旋轉而提供所希望的磁鐵310的旋轉。隨著單極磁鐵42Oa, b移向或移離執(zhí)行器300,磁鐵420a, b與磁鐵310產生吸引力(實 線箭頭)和/或排斥力(虛線)，以便使磁鐵310旋轉。優(yōu)選的是，磁鐵310附接到環(huán)形件320上，所述環(huán)形件 320具有貫穿磁鐵310的中心的環(huán)形桿件326和環(huán)形薄片322,如圖 4B所示。環(huán)形件320優(yōu)選的是包括一種堅固的材料如硬質金屬，更優(yōu) 選的是不是磁性材料，因此不受外部激勵器400的影響。同樣，驅動 元件210也不是磁性材料。環(huán)形件320和磁鐵310可以附接，優(yōu)選的 是用膠粘劑、槽、突起等永久附接。環(huán)形件320也可以包括突起324, 所述突起324延伸離開磁鐵310，驅動件210可以繞上述磁鐵310旋 轉。參見圖5-7所述的執(zhí)行器300的的實施例，當磁鐵310 通過外部激勵器400旋轉時，環(huán)形件320也旋轉，而環(huán)形薄片322接 觸和推動驅動件210的齒，以便使驅動件210旋轉。在磁鐵310的持 續(xù)旋轉的情況下，執(zhí)行器300可以提供連續(xù)的旋轉，以便提供桿件120 的平衡連續(xù)的位移?？晒┻x擇地，驅動件210可以用變動的力或擺動 的增量旋轉，以便得到為旋轉驅動件210所必需的轉矩，如下面更詳 細i兌明的。按照裝置的一個實施例，執(zhí)行器300可以通過使驅動件 210朝一個方向旋轉使裝置100伸展，而當朝相反方向旋轉時，使裝 置100收縮?？晒┻x擇地，驅動元件300可以使驅動件朝一個方向旋 轉來使裝置伸展而同時不允許收縮。執(zhí)行器和驅動組件200之間關系 的另一些方案也可用。優(yōu)選的是如果靜轉矩亦即執(zhí)行器300隨著磁鐵310旋轉 的旋轉力大于工作轉矩亦即使驅動件210旋轉所需的旋轉力，驅動件210也可以旋轉。各種不同因素可能影響工作轉矩，如植入物上的載
荷、螺距、摩擦作用等。靜轉矩可能與各種不同因素有關，如，作為
非限制性例子，執(zhí)行器300和外部激勵器400之間的距離、及磁鐵材 料的性能。因此，靜轉矩可以在制造期間預定。 一旦工作轉矩變得大 于靜轉矩，則執(zhí)行器300不旋轉驅動件210和磁鐵310停止旋轉，優(yōu) 選的是用環(huán)形薄片322接近齒212。然后磁鐵310可以朝相反方向旋 轉，以使環(huán)形薄片322旋轉離開齒212,優(yōu)選的是離開約180。。優(yōu)選 的是，磁鐵310停止旋轉和隨后朝相反方向旋轉較快地發(fā)生，更優(yōu)選 的是使磁鐵310在環(huán)形薄片322接觸齒212時出現(xiàn)回跳。其中，激勵 器400優(yōu)選的是持續(xù)朝一致的方向旋轉而不擺動。磁鐵310旋轉離開 齒的角度可以例如通過磁鐵310上的^f茲極數(shù)或者執(zhí)行器300確定。因 此，環(huán)形薄片322可以在180。的旋轉角上加速，因此產生更大的靜轉 矩。各種不同因素可以影響靜轉矩，如磁性材料、質量、直徑、激勵 器速度等。由于旋轉的環(huán)形薄片322的重復沖擊，所以這種作用可以 稱之為"錘擊"效應。這種關系在圖6A-C中示出，其中環(huán)形薄片322 越來越收縮遠離齒322，以便產生更大的旋轉角，并因此產生更大的 旋轉矩。因此，施加在驅動件210上的轉矩可以顯著大于由旋轉磁鐵 所施加的直接轉矩。優(yōu)選的是，這種靜轉矩比旋轉磁鐵31G的靜轉矩 約大2-15倍，更優(yōu)選的是約大10倍。在圖2A所示的實施例中，執(zhí)行器300包括在一端處的磁 鐵310和在相對端處的端件330,上述磁鐵310可以附接到環(huán)形件320 上，而上述端件320優(yōu)選的是防止磁鐵310移動離開環(huán)形件320。另 外，執(zhí)行器300可以包括一軸線，如軸340，磁鐵310和環(huán)形件320 可以繞上述軸340旋轉，軸340優(yōu)選的是在環(huán)形件320和驅動件210 之間及在磁鐵310和端件330之間提供間隙和低摩擦系數(shù)?，F(xiàn)在參見圖8-15,其中裝置的某些實施例包括第一構件 520，所述第一構件520可通過驅動組件600相對于第二構件540的 長度位移，并且還包括執(zhí)行器700，所述執(zhí)行器700鄰近驅動組件600。 在所示的實施例中，第一構件520包括桿件522,所述桿件522具有 一至少部分帶螺紋528的外周邊526，而第二構件540包括一管狀件 542,所述管狀件542具有一優(yōu)選的是基本上光滑的內腔546。驅動組 件600包括一驅動件610,所述驅動件610優(yōu)選的是具有一般是圓筒
12形形狀和外周邊614。驅動件610包括內表面616,所述內表面的至 少一部帶螺紋，并接觸第二構件520的桿件522的外周邊526，所述 外周邊526也至少部分帶螺紋，因此使驅動件610能相對于桿件522 的長度移動。優(yōu)選的是，驅動件610與桿件522同心式對準。盡管按照裝置可以使用各種各樣的驅動組件，但合適驅 動組件600的一個實施例在圖9-13中示出。在所示的實施例中，驅 動組件600包括一離合器機構例如自由輪離心器620，所述自由輪離 合器620如圖10-13中所示具有一個或多個，優(yōu)選的是許多制動器如 滾針或輥630,所述輥630被外殼620包圍，所述外殼620優(yōu)選的是 與驅動件610對準，更優(yōu)選的是與驅動件610同心式對準。如圖9-13 所示，自由輪離合器620包括外殼640，所述外殼640包圍驅動件610, 而優(yōu)選的是與驅動件610同心式對準。自由輪離合器600具有多個滾 針(needle)或輥630，所述輥630位于外殼640和驅動件610之間。 在所示的自由輪離合器620的實施例中，外殼640具有內壁626,所 述內壁626具有斜面，因此內壁626包括漸縮形壁626a。因此，當外殼640朝一個方向例如朝順時針方向旋轉時， 滾針630可以移動，優(yōu)選的滾動，直至它們楔入在漸縮形壁626a和 驅動件610的外周邊614之間，所述驅動件610的外周邊614制止輥 630的進一步滾動。當輥630楔入并停止移動時，將旋轉力轉移到驅 動件610上，因此同時使驅動件610旋轉。自由輪離合器640還可以 包括一個或多個彈簧622，所述彈簧622將滾針630推向漸縮形壁 626a。另一方面，如果外殼640朝相反方向，亦即朝反時針方 向旋轉，則滾針630可以松開，以便移向，優(yōu)選的是滾動朝向外殼640 的漸縮形壁626a。朝反時針方向旋轉驅動件610的工作轉矩優(yōu)選的是 大于滾針630圍繞驅動件610的外周邊614移動或滾動所需的力。因 此，滾針630可以向漸縮形壁626a方向滾動所需的力，而驅動件610 保持在合適位置。因此，自由輪離合器640可以通過提供驅動件610 的順時針旋轉而不反時針旋轉提供棘輪效應。盡管圖10-12示出9個 滾針630,但應該理解，滾針630的總數(shù)可以按照設計選擇和為了適 合所希望的應用而改變。作為非限制性例子，如圖13所示，自由輪 離合器620的可供選擇的實施例包括6個滾針630?？晒┻x擇地，盡管自由輪離合器620的各輥630是相互等間距但各輥不需要等間距， 如圖13的實施例中所示。另外，按照所示的自由輪離合器的實施例， 外殼640可以具有部分變平的部分642，所述變平的部分642可以提 供裝置的較低外形和減少不舒適及產生較小的組織刺激作用。如圖10-12所示的驅動組件600的實施例包括一杠桿 650，所述杠桿650從自由輪離合器620徑向上向外延伸，并固定在 所述自由輪離合器620的圓周上，杠桿650具有一開口，所述開口一 般用稱號652表示，并具有開口表面656。杠桿650優(yōu)選的是通過執(zhí) 行器700位移，所述執(zhí)行器700包括旋轉件730和球狀突起732，上 述旋轉件730優(yōu)選的是具有一般是圓筒形形狀，而上述球狀突起732 在徑向上向外延伸。作為非限制性例子，旋轉件730可以是偏心凸輪 或圓盤。按照驅動組件600和執(zhí)行器700的優(yōu)選實施例，隨著一部分 旋轉件730在孔的表面656內旋轉，球狀突起接觸孔的表面656。隨 著球狀突起732沿著孔的表面656接觸并移動，杠桿650可以選擇性 地位移。優(yōu)選的是，如圖9所示，執(zhí)行器700可以包括磁鐵710， 優(yōu)選的是圓筒形磁鐵，所述磁鐵710可以通過外部磁場旋轉。在所示 的實施例中，執(zhí)行器700包括非磁性的硬質金屬環(huán)"0,所述金屬環(huán) 720具有一環(huán)形722。例如，執(zhí)行器700可以與上述圖3所示的執(zhí)行 器300相同，其中環(huán)形722可以接觸旋轉件730，以便迫使旋轉件730 繞執(zhí)行器桿750旋轉。按照執(zhí)行器700的一個實施例，環(huán)形翼片(tab) 722可以隨著環(huán)形翼片722旋轉推動球狀突起732。可供選擇地，旋 轉件730可以包括齒734，所述齒734朝環(huán)720方向延伸，環(huán)形翼片 722可以接觸上述齒734，同時造成旋轉件730旋轉。這種關系在上 面詳細說明。兩個實施例可以提供"錘擊"效應?？晒┻x擇地，旋轉 件730可以直接被磁鐵710旋轉，因此保持與旋轉件710相同的轉矩。 此外，執(zhí)行器700可以包括減速齒輪，例如，齒輪組，以便多個磁鐵 的旋轉可以產生齒輪在更大轉矩下的單一方向。應該理解，執(zhí)行器的 其它實施例都包括在本發(fā)明的范圍內作為設計選擇。圖12A-I示出自由輪離合器620在其中工作的路線的實 施例，其中隨著旋轉件730朝順時針方向旋轉，驅動組件600和旋轉 件730之間的順序關系在位置(1) - (9)中示出。在位置(1)中，
14球狀突起732接觸杠桿650的孔的表面656。隨著旋轉件730旋轉， 球狀突起732沿著孔的表面656朝順時針方向移動，并將杠桿650朝 方向A方向推，因此使外殼640朝順時針方向旋轉，如隨后的位置(2 ) 和(3)所示。在所示的實施例中，外殼640的順時針旋轉造成驅動 元件610朝順時針方向旋轉，如箭頭645所指示的。優(yōu)選的是，外殼640朝順時針方向旋轉，滾針630被外 殼640的漸縮形的內壁626a制動，直至滾針630楔入漸縮形的內壁 626a和驅動件610的外周邊614之間。順時針轉矩優(yōu)選的是例如通過 被楔入的滾針630所引起的旋轉力產生。因此，產生的轉矩越大，則 可以楔入越多的滾針630，因此增加了驅動件610的外周邊614和滾 針630之間的旋轉力，且基本上防止?jié)L針630沿著驅動件610的外周 邊614滑動或滾動。因此，隨著外殼640繼續(xù)旋轉，驅動件610可以 朝順時針方向旋轉。位置(3)示出當杠桿650朝方向A位移最大距 離時的驅動組件600。 一旦通過這個位置(3),球狀突起732就在位 置(4 )中進入孔652中的間隙646，因此隨著轉動的球狀突起730繼 續(xù)朝順時針方向旋轉，杠桿650不位移。隨著旋轉件730繼續(xù)朝順時針方向旋轉，球狀突起沿著 杠桿650的孔的表面656移動，如位置(5)中所示，且使杠桿 朝方向B位移，直至杠桿650朝方向B位移最大距離，如位置(6) 中所示。隨著杠桿650朝方向B位移，外殼640朝反時針方向旋轉。 作為非限制性例子，隨著外殼640朝反時針方向旋轉，滾針630能朝 外殼640的漸縮形壁626b方向滾動。因此，外殼640可以朝反時針 方向旋轉，而不會造成驅動件610的旋轉，因此優(yōu)選的是提供一種棘 輪效應。 —旦達到杠桿650朝方向B的最大位移，球狀突起732 優(yōu)選的是進入孔652中的間隙647，因此隨著轉動的球狀突起732繼 續(xù)朝順時針方向旋轉，杠桿650不位移，如位置(7)- (8)中所示。 在圖12所示的實施例中， 一旦到達位置(9),球狀突起732就旋轉 了 360。并返回到位置(1)，且過程可以重復，直至達到所希望的驅 動件610的旋轉，并因此達到裝置500的所希望的伸展或收縮。應該 理解，磁鐵也可以朝另一方向旋轉。因此，驅動組件600優(yōu)選的是通過使驅動件610朝一個
15方向而不朝另一個方向旋轉，而同時杠桿65 0朝方向A和B前后運動， 提供棘輪效應。參見圖14，驅動組件600和執(zhí)行器700的協(xié)作可以在驅 動件610上提供比轉動的磁鐵710或轉動元件730的轉矩放大的轉矩。 角度ot越小，則距離L越小和力Fl越大。因此，起始角越小，則杠桿 650產生的運動越少。因此，球狀突起732優(yōu)選的是成約45。接觸杠桿 650，而杠桿650朝方向A的位移D優(yōu)選的是約0. 2 mm。在杠桿650 在磁鐵710的中心和自由輪離器620的中心628之間具有長度約為10 mm的情況下，這可以^是供杠桿650的總位移約為0. 4 mm和旋轉2. 3°。 應該理解，所表示的尺寸和角度僅是示例性的，并且不打算限定本發(fā) 明的范圍。相反，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，尺寸和角度可以 根據(jù)應用具體的設計選擇改變。按照如圖15所示的驅動組件660的另一個實施例，驅動 組件660可以包括驅動件662，所述驅動件662具有在外殼661內多 個齒664和槽668，同時驅動件662優(yōu)選的是與外殼661同心式對準。 外殼661優(yōu)選的是與杠桿670相關，所述杠桿670具有軸672 ,該軸 672具有若千突起674，這些突起674制造并安裝成選擇性地容納在 驅動件662的槽668內。如圖15中所示，隨著杠桿朝方向A位移，軸672的突起 674容納在驅動件662的槽668內，并朝方向A施加一力，因此^f吏驅 動件朝順時針方向旋轉。然而，當杠桿670朝方向B位移時，由于齒 664的角度和軸672的突起674,所以軸672的突起674跨過齒滑動， 并因此驅動件660不朝順時針方向旋轉，因此產生棘輪效應。杠桿670 的位移可以通過磁性執(zhí)行器，例如如圖9所示的執(zhí)行器700驅動。盡管本文把驅動組件600具有杠桿650的實施例示出為 沿著第一構件520的桿件522轉動的驅動件610,但應該理解，在不 脫離本發(fā)明的范圍的情況下，驅動件610可以在第二構件540的管狀 件542內旋轉。同樣，盡管把驅動組件200具有與其同軸的磁性執(zhí)行 器300的實施例示出為在管狀件142的有螺紋內腔146內轉動的驅動 件210，但應該理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，驅動件210 可以根據(jù)設計選擇沿著第一構件120的桿件122旋轉。還設想了一些 可供選擇的實施例。
此外，對于驅動組件600和執(zhí)行器700來說，可能優(yōu)選 的是將它們封閉在外殼中，以便至少基本上在磁鐵719或驅動件610 旋轉期間防止組織刺激。參見圖16-20,裝置900的實施例可以包括第一構件920 和第二構件940,所述第一構件920和第二構件940可通過具有驅動 件942的驅動組件950彼此相對位移，優(yōu)選的是沿著彼此之間的長度 位移，更優(yōu)選的是可伸縮式位移。第一構件920可以包括細長的桿件 922，而第二構件940可以包括細長的管狀件942，細長的桿件922可 以在所述細長的管狀件942內伸縮式位移，以使裝置900伸展或收縮。 可供選擇地，第一構件920和第二構件940可以這樣制造和安裝，以 便隨著裝置900伸展和收縮， 一部分第一構件920沿著一部分第二構 件940如相鄰的桿件的側面移動。如圖所示的驅動件952可以固定， 優(yōu)選的是永久固定到管狀件942上，其中驅動件952 ，并因此管狀件 942可以相對于桿件942的長度移動。優(yōu)選的是，裝置例如圖16所示的裝置900的某些實施例 具有一曲率，而更優(yōu)選的具有曲率半徑為約220 mm。這種曲率供與例 如胸廓壁內的脊柱一起使用可能是有利的。此外，裝置900可以制成 例如當裝置900伸展時基本上使組織阻力最小。參見圖18，管狀件 942可以包括比較鋒利的刀口 944，所述刀口 944優(yōu)選的是隨著裝置 900伸展切穿患者體內的組織。這種鋒利的刀口 944例如當管狀件942 的一部分從桿件922伸出時，可以額外地有用。盡管上述部分9W可 以用于各種各樣功能，但該部分946可以用來人工推動管狀件942, 或者部分946可以放置杠桿、執(zhí)行器、磁鐵、齒輪、及諸如此類。按照如圖19A-C所示的杠桿922的實施例，杠件922包 括一般是十字形(或X形)橫斷面、4個側面924a, b， 926a, b,且 具有至少一部分有螺紋部分928。如圖19A-C所示，桿件9"可以包 括兩個具有第一曲率半徑的有螺紋側面924a， b和兩個具有第二曲率 半徑的光滑側面926a, b，上述第二曲率半徑優(yōu)選的是與第一曲率半 徑不同，其中有螺紋的側面924a， b和光滑的側面"6a, b交替式繞 桿件922的周邊設置。優(yōu)選的是，驅動件952包括一有螺紋部分954,所述有螺 紋部分954可以接觸有螺紋側面924，以便相對于桿件922的長度移
17動，及保持在合適位置而不滑動。光滑的側面926a, b優(yōu)選的是不接觸驅動件952,并因此不產生對驅動件952的干擾。更優(yōu)選的是，光滑的側面926a, b具有比有螺紋的側面924a, b的直徑小，因此有助于不接觸驅動件952。此外，參見圖16B和19B中所示的實施例，裝置900可以具有頂部912a和底部912b,其中裝置90(U人頂部912a朝底部912b方向彎曲。有螺紋的側面914a, b可以靠近裝置900的側面916。優(yōu)選的是，參見圖19B,有螺紋的側面924a， b不靠近底部912b,此處螺紋之間的距離可以減小，因此產生螺紋的團集(clumping)。另夕卜，提供較小的光滑側面926a,b的直徑可以防止卡住驅動件952的底部。應該理解，桿件922可以包括或多或少的有螺紋側面924a， b或者光滑的側面926a, b，且有螺紋側面924a, b和光滑的側面926a， b在軒件922上的設置可以根據(jù)設計選擇交替。參見圖19A和19C,管狀件9"可以包括狹槽，所述狹槽一般用標號944表示，桿件922可以穿過所述狹槽944看見并進入。裝置900的這個實施例可以通過機床工具提供用于進入的凹槽有助于制造，而同時保持裝置900比較緊湊。圖20示出沿著桿件922的長度設置的驅動件952的示例性實施例的剖視圖，剖視圖沿著圖19的線20-20作出。驅動件952優(yōu)選的是包括一般是圓筒形狀和有螺紋部分954,所述有螺紋部分靠近驅動件952的中部區(qū)域，有螺紋部分954制造和安裝成優(yōu)選的是用兩個末端部分956附近的無螺紋區(qū)域接觸桿件922的有螺紋側面924。驅動裝置可以與一旋轉機構如用于使驅動件952轉動的自由輪離合器958操作式相關。優(yōu)選的是，有螺紋部分9M是約4mm長，且驅動件952的末端部分956不包括螺紋。優(yōu)選的是在末端部分956和桿件922之間沒有干擾，這可以有助于驅動件952沿著具有曲率的桿件922旋轉。參見圖21-22，裝置1000可以包括兩個或多個第一構件1020，所述第一構件1020具有桿件10";兩個或多個第二構件1040,所述第二構件1040具有管狀件1042;兩個或多個驅動件1110，所述驅動件1110與桿件1022和管狀件1042有關，優(yōu)選的是固定到桿件1022上和位于管狀件1042內；及執(zhí)行器1100,所述執(zhí)行器1100具有磁鐵1120。桿件1022和管狀件1042可以較彎或較直，更優(yōu)選的是筆直。按照優(yōu)選實施例，裝置1000可以包括兩個較直的第一構件1020,所述兩個較直的構件1020可以彼此相對成一角度設置。因此，裝置1000可以更好的配合患者的身體，而同時有利于制造。在所示的實施例中，磁鐵1120是與桿件1022相關的可旋轉磁鐵，因此，磁鐵1120的旋轉造成桿件1022優(yōu)選的是同時旋轉。執(zhí)行器1100優(yōu)選的是通過撓性聯(lián)軸節(jié)1002，如萬向聯(lián)軸節(jié)或萬能接頭與桿件1022有關。驅動件1110可以與桿件1022有關，優(yōu)選的是固定到桿件1022上，以便桿件1 022的旋轉使驅動件1110旋轉。磁鐵1120優(yōu)選的是可以通過位于皮膚內的執(zhí)行器旋轉。按照裝置1000的實施例，隨著磁鐵1120旋轉，桿件1022旋轉，因此使位于管狀件1042內的驅動件1110轉動。管狀件1042優(yōu)選的是包括內腔1046，所述內腔1046具有一有螺紋區(qū)域1044。驅動件1110優(yōu)選的是在其外周邊1112上包括螺紋區(qū)域1114，因此接觸管狀件1042的螺紋1044,以便相對于管狀件1042的長度移動驅動件1110。第二構件1040可以包括附接元件1044,所述附接元件1044用于附接到動物體內的組織上和管狀件1042上。因此，隨著第一構件1020相對于第二構件1040的長度位移，因此裝置1000可以伸展或收縮，這樣使身體的組織移動更靠近在一起或者進一步分開。這種配置可以有助于制造裝置1000,且隨著裝置IOOO伸展由于部分變直而可能很有利，尤其是在患者中，此處具有固定曲率的裝置當完全擴展時可能導致太強的駝背。另外，驅動組件1100優(yōu)選的是在患者體內保持固定，而與裝置IOOO伸展或收縮多少無關。按照圖22所示的實施例，第一構件1020包括用于封閉桿件1022的外殼1024。外殼1024可以包括若干槽1026,所述槽1026優(yōu)選的是沿著外殼1024的長度在外部運行。管狀件1042可以包括若干突起或銷釘1046，所述突起或銷釘1046朝外殼1024方向伸出。銷釘1046優(yōu)選的是制造和安裝成容納在槽1026內，以便基本上防止管狀件1042相對于外殼1024旋轉，反之亦然，因此基本上防止裝置1000
在患者的身體內旋轉。
圖23-24示出裝置1200的實施例，所述裝置1200具有第一自由輪離合器1210和第二自由輪離合器1220,上述第一自由輪離合器1210用于兩個或多個朝第一方向轉動的桿件1222，而上述第二自由輪離合器1220用來防止桿件1222朝第二方向轉動，所述第二方向與第一方向相反。優(yōu)選的是，第一自由輪離合器1210與磁鐵1230有關，而第二自由輪離合器1220與外殼H40有關，優(yōu)選的是固定到外殼1240上，所述外殼1240基本上封閉第二自由輪離合器l"0。上述裝置1200在下述情況下，即當?shù)谝蛔杂奢嗠x合器1210的每次旋轉不足以傳遞足夠的轉矩來使驅動件1260旋轉時可能是有利的。在這種情況下，第二自由輪離合器1220可以通過防止桿件I"2的反向旋轉至少基本上防止桿件1222的擺動。 圖25A-B示出裝置1050的另一個實施例，所述裝置1050具有兩個附接件1070,每個附接件1070都具有一桿件1074。裝置1050可以另外包括一個或多個連接件1060，所述連接件1060用于使兩個附接件1070相互連接。附接件1070可以具有附接機構1052用于附接到身體中的組織如骨上。參見圖25A-B,連接件1060可以包括兩個管狀件1062，所述兩個管狀件1062彼此相對成一小于180°的角安裝，管狀件1062制造并安裝成容納桿件1074。管狀件1062可以連接到驅動件1066上，驅動件1066優(yōu)選的是繞桿件1074旋轉，其中桿件1074可以包括有螺紋區(qū)域1076。驅動件1066可以包括有螺紋的內部周邊1068,所述有螺紋的內部周邊1068制造和安裝成接觸桿件1074的有螺紋區(qū)域1076，以便使附接件1070相對于連接件1060位移。 參見圖25A-B的實施例，連接件1060可以包括執(zhí)行器，例如連接到接觸件1065上的可旋轉的磁鐵1064。優(yōu)選的是，接觸件1065包括翼片1065a,所述翼片1065a用于接觸驅動件1066的齒1066a。當翼片1 065a用足夠的轉矩接觸齒1066a時，驅動件1066可以旋轉，因此使附接件1070相對于連接件1060位移。優(yōu)選的是，》茲鐵1064可以擺動，以便在驅動件1066上^是供l束輪效應。在所示的實施例中，裝置1050包括兩個磁鐵1066,所述f茲鐵1066這樣安裝，以便可以利用一共用激勵器來使兩個磁鐵1064朝同一方向旋轉，因此使附接件1G70相對于連接件1Q6G位移。 附接件1070優(yōu)選的是包括外殼1 072,所述外殼1072制造并安裝成裝入桿件1074和也可能一部分管狀件1062 (如果有的話)。盡管本文把附接件1070說成包括桿件1070和本文把連接件1060說成包括管狀件1062，但可以設想，附接件1070可以包括管狀件1062和連接件1060可以包括桿件1074。 現(xiàn)在參見圖26-27，其中示出裝置1300的實施例，裝置1300具有第一構件1310和第二構件1320，另外還包括驅動組件1 300，上述第一構件1310具有相件1312，上述第二構件1 320具有管狀件1 322，而上述驅動組件1 330與桿件1312有關，用于選擇性地使第一構件1310相對于第二構件1 320位移。更準確地說，驅動組件1330可以包括一磁性執(zhí)行器1 332，所述磁性執(zhí)行器1 332用于驅動第一自由輪離合器1 334，第一自由輪離合器1334優(yōu)選的是使軸1 336旋轉，所述軸1 336優(yōu)選的是使電纜1340繞軸1 336巻繞。在所示的實施例中，電纜1340容納在通道1313a和通道1313b內，上述通道1313a沿著第一側面1314上桿件1312的長度運行，而上述通道1313b沿著第二側面1315上桿件1312的長度運行，因此當電纜1 340繞軸1336巻繞時，電纜1340在通道1313a內朝第一方向C移動，而在通道1313b內朝第二方向D移動，所述第二方向D優(yōu)選的是與第一方向C不同。盡管圖26-28示出裝置1300的實施例，其中第一側面1314與第二側面1315不同，但應該理解，第一側面1314和第二側面1315才艮據(jù)設計選擇可以是同一側面。優(yōu)選的是，電纜1340的第一端1342連接到，更優(yōu)選的是固定到管狀件1 322上。因此，隨著第一自由輪離合器1334旋轉，電纜1340繞軸1 336巻繞，且將電纜1340的第一端1 342朝方向D拉，因此使管狀件1 322朝方向D位移，遠離驅動組件1330并因此使裝置1300伸展。 執(zhí)行器的一個實施例可以包括一齒輪組。例如，在一具有磁鐵的執(zhí)行器中，所述磁鐵使旋轉件旋轉，而旋轉件2使驅動件旋轉，齒輪組可以設置在磁鐵和旋轉件之間，或者根據(jù)設計選擇設置在旋轉件和驅動件之間。應該理解，齒輪可設置在裝置如驅動組件的不同部分處。 裝置的一個實施例當完全收縮時具有長度為約10-200 mm,更優(yōu)選的是約20 - 180 mm,最優(yōu)選的是為約30 - 50 mm。此外，裝置的一個實施例當完全收縮時具有長度為約20 - 400 mm，更優(yōu)選的是約30 - 350 mm，最優(yōu)選的是約40 - 300 mm。裝置的曲率半徑優(yōu)選的是在約100和300 mm之間，更優(yōu)選的是在約150和250mm之間，最優(yōu)選的是約220 mm。然而，應該理解，裝置的優(yōu)選形狀、長度、曲率、及諸如此類根據(jù)裝置待插入，優(yōu)選的是植入其中的身體情況變動。 此外，盡管本文把裝置的某些實施例說成具有外螺紋，但該領域的技術人員應該意識到，驅動件的一些實施例根據(jù)設計選擇可以具有內螺紋，反之亦然。例如，提供內螺紋可以提供增加的
驅動力。 盡管已經詳細說明了本發(fā)明及其優(yōu)點，但應該理解，在不脫離如從屬權利要求書所述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本文可以進行各種不同的改變、替換、和更改。而且，本申請的范圍不打算限于說明中所述的過程、機器、制造、物體組成、機構、方向和步驟的具體實施例。因為該領域的技術人員從本發(fā)明的公開很容易理解，實施與本文所述的相應實施例基本上相同功能或達到基本上相同結果的現(xiàn)有或以后研究出的過程、機器、制造、物體組成、機構、方法、或步驟都可以按照本發(fā)明利用。 該領域的技術人員應該意識到，在不脫離從屬權利要求的廣泛范圍的情況下，可以進行本發(fā)明的不同修改和更改。
權利要求
1. 一種骨移位設備，包括第一骨附接件；第二骨附接件；和移位機構，構造為植入皮下一可被穿過皮膚傳送的磁場接近的位置，包括操作式連接到第一骨附接件的可旋轉式構件，連接到可旋轉式構件的唇形件；可朝相反的方向前后旋轉的磁鐵；和連接到磁鐵上的驅動齒，驅動齒構造成在磁鐵前后旋轉時接觸唇形件，因而使各骨附接件相互位移。
2. 如權利要求l所述的設備，其中可旋轉式構件直接連接到第 一骨附接件上。
3. 如權利要求l所述的設備，還包括離合器結構，所述離合器 結構在第一骨附接件和旋轉構件之間，其中離合器構件構造成相對于 第 一骨附接件移動第二骨附接件。
4. 如權利要求l所述的設備，還包括手持式執(zhí)行器，所述手持 式執(zhí)行器操作以產生和傳送旋轉磁場穿過皮膚到磁鐵。
5. —種骨移位設備，包括 第一骨附接件；具有驅動件的第二骨附接件；離合器機構，所述離合器機構操作式與驅動件相連，以使驅動件 沿4立移方向前進；和執(zhí)行器，所述執(zhí)行器構造和設置成向離合器機構提供運動； 其中離合器機構包括 多個輥；外殼，所述外殼裝著輥和驅動件，外殼具有漸縮形內壁部分； 第一狀態(tài)，其中在外殼朝第一方向旋轉時，輥楔入外殼和驅 動件之間，且驅動件朝第一方向旋轉；和第二狀態(tài)，其中外殼在朝與第一方向不同的第二方向旋轉時，驅動件保持靜止而不旋轉。
6. 如權利要求5所述的設備，其中第一和第二骨附接件包括用 于附接到骨上的附接機構。
7. 如權利要求5所述的設備，其中驅動件包括螺紋，以便在驅動件朝位移方向旋轉時，第一骨附接件在軸向上相對于第二骨附接件 移動。
8. 如權利要求5所述的設備，其中驅動件可朝第一方向旋轉， 以使第 一附接件位移遠離第二附接件，設備還包括第二離合器機構， 所述第二離合器機構構造并設置成防止驅動件朝與位移方向不同的 第二方向前進。
9. 如權利要求5所述的設備，其中骨附接裝置的至少其中之一 包括狹槽。
10. 如權利要求5所述的設備，其中執(zhí)行器包括磁鐵，所述磁鐵 可通過外部磁場旋轉。
11. 如權利要求5所述的設備，其中執(zhí)行器與驅動件對準。
12. 如權利要求5所述的設備，其中執(zhí)行器包括齒輪組。
13. 如權利要求5所述的設備，其中執(zhí)行器鄰近驅動件。
14. 如權利要求5所述的設備，還包括電纜，所述電纜具有連接 到軸的第 一端和連接到第 一骨附接件的第二端，其中軸操作式與離合器機構相連，離合器機構構造成使軸旋轉將 第 一附接件從第二附接件位移。
15. 如權利要求5所述的設備，還包括杠桿，所述杠桿連接到離合器機構上，杠桿具有一孔；和 偏心盤，所述偏心盤定位在孔內，其中偏心盤的轉動使杠桿位移， 其向離合器機構提供運動。
16. 如權利要求5所述的設備，還包括兩個中間件，所述中間件 在第 一 和第二附接件之間，其中執(zhí)行器定位在兩個中間件之間。
17. 如權利要求5所述的設備，還包括一突起，所述突起連接到 第二附接件上，及其中第 一附接件包括用于接納突起的槽。
18. 如權利要求5所述的設備，還包括曲率半徑為約220 - 240 mm。
19. 如權利要求5所述的設備，其中執(zhí)行器包括擺動件和擺動磁 鐵，其中擺動磁鐵前后旋轉，及其中擺動件隨著磁鐵的前后旋轉而前后旋轉。
20. 如權利要求5所述的設備，其中第一骨附接件具有基本上十 字形橫斷面的部分，所述部分包括有螺紋部分，所述有螺紋部分具有第一有螺紋側面，該第一有螺紋側面構造和設置成接觸驅動件；和第二側面，所述第二側面不接觸驅動件。
21. 如權利要求20所述的設備，其中該部分包括兩個第一有螺 紋側面和兩個第二側面。
22. 如權利要求20所述的設備，其中第一有螺紋側面具有第一 長度，和第二側面具有第二長度，所述第二長度小于第一長度。
23. 如權利要求20所述的設備，其中驅動件包括第一端部分和 第二端部分及中間部分，其中中間部分包括有螺紋區(qū)域和兩個端部分 沒有螺紋。
24. 如權利要求5所述的設備，還包括外殼，所述外殼具有比較 鋒利的刀口，所述刀口構造成隨著設備擴張使組織位移。
25. —種用于使組織位移的裝置，所述裝置包括 第一附接件，所述第一附接件具有第一曲率半徑； 第二附接件，所述第二附接件具有第二曲率半徑，其中第二附接件包括第一有螺紋部分；和驅動件，所述驅動件具有第二有螺紋部分和無螺紋部分，有螺紋 部分構造和設置成接觸第二附接件的第 一有螺紋部分，驅動件操作式 連接到第一附接件上，其中驅動件的旋轉有選擇地使第一附接件從第 二附接件位移。
26. 如權利要求25所述的裝置，其中第二附接件包括一桿件， 所述桿件具有十字形橫斷面，該十字形橫斷面具有兩個有螺紋側面， 所述兩個有螺紋側面構造和設置成接觸驅動件，桿件另外包括兩個無 螺紋的側面，所述兩個無螺紋的側面構造和設置成不接觸驅動件。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于使骨內組織位移的設備，其中設備包括兩個或多個附接件，所述附接件可通過驅動件選擇性地彼此相對位移。驅動件優(yōu)選的是通過磁性執(zhí)行器旋轉并產生旋轉，上述磁性執(zhí)行器可用身體外部的磁場驅動。
文檔編號A61B17/80GK101466321SQ200780021107
公開日2009年6月24日 申請日期2007年4月5日 優(yōu)先權日2006年4月6日
發(fā)明者B·朗, H·弗魯基格, L·吉格, M·亨滋科 申請人:新特斯有限責任公司