專利名稱：永久磁鐵式體內(nèi)伸長裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及體內(nèi)伸長裝置，特別是諸如生長型假骨、骨伸長骨髓釘、脊推骨脫離或壓縮棒、或骨或肋骨間脫離裝置，并且特別涉及那
些包括一個活動的永久磁鐵的裝置，借助于置于機體外部的磁場源接收伸長所需的能量，并通過圍繞該裝置的機體部分發(fā)揮作用。
背景技術(shù)：
包括一個用于接收伸長所需能量的活動永久磁鐵的體內(nèi)伸長裝置
已有很多介紹。其中大部分，如文件US3976060、 Proc Inst Mech Eng(H) 1989;203 ( 2 ): 97-102、 US6849076、 US5704939和FR06/05236
所描述的裝置，其構(gòu)成均為包括與機體的第一連接裝置的第一部分，包括與機體的第二連接裝置并相對第一部分滑動安裝的第二部分，一
個永久磁鐵，永久磁鐵與第一部分之間的連接裝置，該連接裝置為永久磁鐵留有圍繞基本垂直于其磁化方向的軸的旋轉(zhuǎn)自由度，以及將永久磁鐵的運動轉(zhuǎn)換為第二部分相對于第一部分的運動的裝置。
在文件US3976060中，所描述裝置的所述永久^f茲鐵和所述第一部分之間的連接裝置為 一臂桿，在其最長的臂的端部接納所述永久磁鐵，并且該臂桿旋轉(zhuǎn)所圍繞的軸垂直于所述磁鐵的磁化方向，而不是它的一個主慣性軸。所述永久磁鐵通過置于機體外部、且具有基本沿所述永久磁鐵磁化方向的連續(xù)磁極的磁場的拉-推，帶動所述臂桿擺動。如果所述磁化方向與所述永久磁鐵和機體外部之間的距離為最短時的方向一致，那么所述裝置的控制就非常容易。將所述永久磁鐵的運動轉(zhuǎn)換為所述第二部分相對于所述第一部分的運動的裝置，其構(gòu)成為與所述臂桿最長臂相對的最短臂相連的棘爪，被所述棘爪帶動的齒輪，以及與所述齒輪相連的螺桿，螺桿與所述第二部分呈螺旋連接，其旋轉(zhuǎn)使第二部分相對于所述第一部分脫開。采用臂桿作為減速裝置是有意的，但該裝置必須密封，特別是在磁鐵和臂桿掃過的體積內(nèi)，但同時還有棘爪系統(tǒng)，這在壽命期內(nèi)要實現(xiàn)是很棘手的，并且限制了可能的滅菌消毒方式。另外，其總體幾何形狀及缺乏緊湊性限制了其機械強度和植入的可行性。
在其它文件Proc Inst Mech Eng ( H ) 1989;203 (2): 97-102、US6849076、 US5704939和FR06/05236中，所述7^c久磁鐵圍繞其一個主慣性軸旋轉(zhuǎn)，該軸具體體現(xiàn)為一個零件，它包括一個用于所述永久磁鐵的槽，并且構(gòu)成所述永久磁鐵和所述第一部分之間的連接裝置。這些裝置的伸長需要在360。上帶動永久磁鐵。為此，需要使用外部磁場源，環(huán)繞或圍繞含有該裝置的整個機體部分旋轉(zhuǎn)。所述磁場源的尺寸取決于相對于含有該裝置的機體部分的永久磁鐵旋轉(zhuǎn)軸的最大徑向尺寸，這對體積、功率、成本、病人的最佳化或所述磁場源的人體工程學(xué)都是不利的。如果該裝置例如沿脊柱安放，環(huán)繞胸廓或圍繞其轉(zhuǎn)動，那么所有這些就會特別明顯，顯然不如將磁場源置于更靠近背部時更利于啟動裝置。
在文件US5704939和FR06/05236中，將所述永久磁鐵的運動轉(zhuǎn)換為所描述裝置的所述第二部分相對于第一部分的運動的裝置是一個簡單螺桿，它與所述永久磁鐵和所述第 一部分之間的連接裝置相連，并且其軸與所述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸重合。這些裝置的工作可以不需要接頭，而且很簡單，但產(chǎn)生的分離力有限。
在文件Proc Inst Mech Eng (H) . 1989;203 ( 2 ): 97-102和US6849076中，所描述的將所述永久磁鐵的運動轉(zhuǎn)換為所述第二部分相對于第一部分的運動的裝置，除了包括文件US5704939和FR06/05236中的螺桿外，還包括一個齒輪減速器，插入在所述螺桿與所述永久磁鐵和所述第 一部分之間的連接裝置之間。這些裝置能夠產(chǎn)生的分離力很高，但這種減速器成本高，需要特定的生產(chǎn)手段，體積大，并且要正常工作必須密封。另外這些裝置的微型化非常棘手。

發(fā)明內(nèi)容
因此，根據(jù)本發(fā)明的體內(nèi)伸長裝置的目的是-無接頭工作，即使被由其環(huán)境產(chǎn)生的生物物質(zhì)入侵，因為保證體內(nèi)伸長裝置的密封性仍是難題和弱點且制約了消毒的可能性。
-體積有限但分離力大，從而可以用于所有類型的伸長、特別是
骨伸長，以及所有范圍，包括兒科。磁傳動式伸長裝置產(chǎn)生的伸長力一方面取決于所述置于機體外部的磁場源施加在所述永久磁鐵上的力，另一方面取決于所釆用的減速裝置，而施加在所述永久磁鐵上的力取決于外部磁場源的功率，但同時特別取決于它相對于所述永久磁鐵能夠擺放的距離，根據(jù)本發(fā)明的裝置將簡單、緊湊和功率強大的減速裝置，與從垂直于所述磁鐵旋轉(zhuǎn)軸的方向控制所述裝置的可能性相結(jié)合，在所述方向所述永久磁鐵離機體外部最近。
-良好的人體工程學(xué)，無論是便于外科醫(yī)生將其植入，還是便于最常發(fā)生在家中中由病人自己進行的伸長，特別是在諸如骨伸長的治療中，這種治療需要至少每天伸長，特別是要用外部裝置控制伸長，并且需要使用安全可靠且適合這種日常應(yīng)用且不需要技能的裝置。
-合理的成本，這尤其與裝置的零件數(shù)和實現(xiàn)難度相關(guān)。要避免采用棘爪、齒輪或接頭系統(tǒng)，這些系統(tǒng)需要特定生產(chǎn)技術(shù)和特殊表面質(zhì)量，成本一般高于用常規(guī)生產(chǎn)技術(shù)實現(xiàn)的零件數(shù)目有限的系統(tǒng)，更何況系統(tǒng)的體積要小。因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置的部件需要可在常規(guī)的微機械車間實現(xiàn)，而不管生產(chǎn)所述裝置的有益規(guī)模如何。
為此，根據(jù)本發(fā)明的體內(nèi)伸長裝置由一個第一部分、 一個第二部分和一個永久磁鐵構(gòu)成，第一部分包括與機體的第一連接裝置，第二部分包括與機體的第二連接裝置，并相對于所述第一部分滑動安裝；該伸長裝置具有
-所述永久磁鐵和所述第一部分之間的連接裝置，其為所述永久磁鐵留有基本圍繞其主慣性軸中的垂直于其磁化方向的一個軸的旋轉(zhuǎn)自由度，
——個輸入軸，
6-減速裝置，用于將所述永久磁鐵的運動轉(zhuǎn)換為所述輸入軸的交替地沿一個第一方向和相反方向的轉(zhuǎn)動，以輸入軸旋轉(zhuǎn)和永久磁鐵旋轉(zhuǎn)之間的一個減速比進行，并且所述永久磁鐵旋轉(zhuǎn)方向的改變導(dǎo)致所述輸入軸旋轉(zhuǎn)方向的改變，
-一個輸出軸，
-自由輪裝置，當(dāng)所述輸入軸沿所述第一方向旋轉(zhuǎn)時，可沿所述第一方向驅(qū)動所述輸出軸，
-保持裝置，當(dāng)所述輸入軸沿所述第一方向的相反方向旋轉(zhuǎn)時，用于阻止所述輸出軸沿第一方向的相反方向旋轉(zhuǎn)，
_以及傳動裝置，用于使所述輸出軸的轉(zhuǎn)動帶動所述第二部分相對于所述第一部分的移動。
所述傳動裝置可以是與所述輸出軸相連的一個第一面和與所述第二部分相連的一個第二面之間的一個第一螺旋連接。
所述減速裝置可由一個臂桿和連接裝置構(gòu)成，臂桿與所述輸入軸相連并共用旋轉(zhuǎn)軸，連接裝置為第一支撐面和第二支撐面之間的連接裝置，第一支撐面與所述永久磁鐵相連并離開其旋轉(zhuǎn)軸，第二支撐面與所述臂桿的端部相連，該端部距臂桿和輸入軸共用的旋轉(zhuǎn)軸最遠。所述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)可由一個方向上的第一止動裝置和相反方向
上的第二止動裝置限制在一個角度小于180。的區(qū)域內(nèi)。
所述第一支撐面和所述第二支撐面之間的連接裝置可以有一個間
對的兩個區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，但不帶動所述臂桿。
所述減速裝置也可由一個相對于笫一部分平移安裝并被鎖止旋轉(zhuǎn)的放大零件構(gòu)成，該零件具有一個第三面，與一個第四面呈第二螺旋連接，第四面與所述永久磁鐵相連，以及一個第五面，與一個笫六面呈第三螺旋連接，第六面與所述輸入軸相連，所述永久磁鐵、所述第二和第三螺旋連接及所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)軸是重合的，所述第二和第三螺旋連接的螺距為所述減速裝置的減速比，而所述第二螺旋連接的螺距相對于所述第二螺旋連接的摩擦系數(shù)要足夠大，從而使所述減速裝
7置能夠工作。
不管其實施方式如何，根據(jù)本發(fā)明的裝置可借助于置于機體外部 的磁場源進行控制，并且能夠產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)場，或者是圍繞所述永久 磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸，或者是圍繞與其平行的軸。所述磁場源可以是一個電 磁源，但最好是一個釹磁鐵，置于機體外部最靠近所述永久磁鐵的地 方，并且要使它的一個基本垂直于其磁化方向的主慣性軸基本平行于 所述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸。所述釹磁鐵將圍繞該平行于所述永久磁鐵旋 轉(zhuǎn)軸的主慣性軸旋轉(zhuǎn)?；蛘?，所述釹磁鐵可基本沿著所述永久磁鐵的 旋轉(zhuǎn)軸，并總是以相同極性朝向它，完全圍繞包含本發(fā)明的所述裝置 的機體部分旋轉(zhuǎn)。在后一種情況下，有利的是一個第二釹磁鐵通過一
種結(jié)構(gòu)與第一個保持足夠距離，這種結(jié)構(gòu)可以具有一種軟磁材料，一 個的北極對著另一個的南極，從而使它們能夠置于機體外部，在本發(fā) 明裝置的兩邊。
根據(jù)裝置的位置、病人的形體及本發(fā)明裝置的實現(xiàn)方式，其中一 種或另一種方法可能更有效。例如，如果所述減速裝置由所述放大零 件構(gòu)成，那么要控制本發(fā)明的裝置，所述旋轉(zhuǎn)場應(yīng)該向一個方向旋轉(zhuǎn) 一定的圏數(shù)，然后向相反方向旋轉(zhuǎn)同樣的圏數(shù)，并且依次類推，并且 這種旋轉(zhuǎn)最好圍繞所述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸進行。在這種情況下，最好 選擇讓所述釹磁鐵圍繞含有所述裝置的機體部分旋轉(zhuǎn)，始終讓同 一極 性朝著所述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸，除非所述機體部分有些區(qū)域太靠近所 述永久磁鐵，而有些又太遠。例如脊推桿就屬于這種情況，對于脊推 桿最好選擇或者裝置的另外一種實施方式，或者按照以下方式來控制 裝置，即，使所述釹磁鐵圍繞平行于所述永久磁鐵旋轉(zhuǎn)軸的主慣性軸 向一個方向、然后向另一方向旋轉(zhuǎn)必要的圏數(shù)，并且依次類推。如果 所述減速裝置由一個臂桿構(gòu)成，那么一般優(yōu)先選擇的是使所述釹磁鐵 圍繞其平行于所述永久磁鐵旋轉(zhuǎn)軸的主慣性軸旋轉(zhuǎn)的方式，并且旋轉(zhuǎn) 方向不太重要，除非所述第一支撐面和第二支撐面之間的連接裝置具 有一個間隙，在這種情況， 一個方向產(chǎn)生的分離力會略高于另一個方 向。如果所述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)在一個方向被第一止動裝置、并在相反
方向被第二止動裝置限制在一個角度小于180。的區(qū)域內(nèi)，那么本發(fā)明 的裝置可以通過兩種已經(jīng)描述的方法來控制，但同時，當(dāng)永久磁鐵分 別處于對應(yīng)于所述第一止動裝置的位置和對應(yīng)于所述第二止動裝置的 位置時，要相繼地使所述磁場源的兩個極中的每個都基本處于垂直于 所述永久磁4失的磁化方向的角平分線方向的方向。


通過下面參照示意性而非限定性的附圖進行的描述，本發(fā)明、其 功能及其應(yīng)用將得到更好的理解，并且它的其它特征和優(yōu)點亦將顯現(xiàn)， 其中
圖l至6示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一個優(yōu)選實施例，特別適合 于植入骨表面，例如沿著脊柱、頜或在肋骨間。 圖1是該實施例的分解立體圖。
圖2為經(jīng)過所述永久磁鐵旋轉(zhuǎn)軸和所述第二部分相對所述第一部 分的平移軸的剖視圖，并且圖中所述裝置處于其縮短位置。
圖3至6是沿著所述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸的視圖，圖中示出的該裝 置去掉了一些部件，以便示出在置于機體外部的磁場源存在的情況下， 所述臂桿的四個不同狀態(tài)。
圖7至12示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二個優(yōu)選實施例，特別適 合于植入長骨的骨髓管，以實現(xiàn)骨伸長或骨遷移。
圖7和圖8是第二個實施例的兩個不同角度的分解立體圖。
圖9和圖IO是通過所述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸的剖視圖。圖9示出根 據(jù)本發(fā)明的裝置的第二個優(yōu)選實施例的初始位置，而圖10為伸長結(jié) 束狀態(tài)。
圖11和圖12是通過所述臂桿的第二個優(yōu)選實施例的剖視圖，示 出了在置于機體外部的磁場源存在時的裝置的兩種狀態(tài)。
圖13和14示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第三個優(yōu)選實施例，當(dāng)產(chǎn)生 的伸長力強度勝過控制的人體工程學(xué)時特別有用。圖13是第三個實施例的分解立體圖。圖14示出通過所述永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸的第三個優(yōu)選 實施例的剖視圖。
很明確，圖中相同的標(biāo)號表示相同的元件，不管它們出現(xiàn)在哪個 圖上，也不管這些元件的形狀如何。同樣，為了不使圖過分擁擠，如 果一個元件在其中一個圖中沒有特別標(biāo)注，其標(biāo)號可從另一個圖中很 容易地找到。
在所有圖中，隱藏的線都用虛線表示，圖3至7例外，這些線沒 有示出。在所有圖中，在便于理解的情況下對尺寸和比例做了調(diào)整。
申請人要明確指出的是，這些圖示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的多個
優(yōu)選實施例，但還有其它實施方式也符合本發(fā)明的定義。
另外還需明確指出，根據(jù)本發(fā)明的定義，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的裝置具 有"至少一個，，擁有確定功能的元件時，那么所描述的實施方式可以有
多個這種元件。
如果如圖所示的根據(jù)本發(fā)明實施方式的物體具有多個功能相同的 元件，并且如果在描述中沒有明確該物體需要包括特定數(shù)量的這種元 件，那么本發(fā)明的物體可以被定義為具有"至少一個"這種元件。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的裝置的所有實施例均由下列部分構(gòu)成 -一個第一部分l,包括與機體的第一連接裝置11， -一個第二部分2，包括與機體的第二連接裝置21，且相對于第
一部分1滑動安裝，
--個7乂久》茲4失3，
-所述永久磁鐵3和所述第一部分1之間的連接裝置，為所述永 久磁鐵3留有基本圍繞它的主慣性軸中的一個垂直于其磁化方向的軸 的旋轉(zhuǎn)自由度，
- 一個輸入軸41,
-減速裝置，用于將所述永久磁鐵3的運動轉(zhuǎn)換為所述輸入軸41 向一個第一方向和相反方向的交替旋轉(zhuǎn)，以所述輸入軸41的旋轉(zhuǎn)和所述永久磁鐵3的旋轉(zhuǎn)之間的減速比進行，并且使得所述永久磁鐵3旋 轉(zhuǎn)方向的改變帶動所述輸入軸41的旋轉(zhuǎn)方向的改變， -一個輸出軸42，
-自由輪裝置43，當(dāng)所述輸入軸41沿所述第一方向旋轉(zhuǎn)時，能 在所述第一方向上驅(qū)動所述輸出軸42，
-保持裝置44，用于阻止所述輸出軸42沿所述第一方向的相反 方向^走轉(zhuǎn)，
-以及傳動裝置，使得所述輸出軸42的旋轉(zhuǎn)帶動所述第二部分2 相對于所述第一部分1的移動。
此外，在圖l至圖14所示的所有優(yōu)選實施例中，所述傳動裝置均 為一個第一面61和一個第二面62之間的一個第一螺旋連接，第一面 61與所述輸出軸42相連，第二面62與所述第二部分2相連。
在圖1至圖6所示的第一個優(yōu)選實施例中，所述第一部分l基本 由一個管12構(gòu)成，其一端通過一個桿11加長，桿構(gòu)成與機體的第一 連接裝置11。 一個螺桿62構(gòu)成所述第二部分2，螺桿的外徑基本對應(yīng) 于所述管12的內(nèi)徑，并且有一個加長桿，構(gòu)成與機體的第二連接裝置 21。
永久磁鐵3是柱形的，徑向磁化，并且兩端例如通過硅膠粘在第 一 31和第二 32兩個套管內(nèi)，兩個套管的與插入永久磁鐵3的端部相 對的端部分別被一個第一軸311和一個第二軸321延長，對于所述第 一套管31，第一軸311構(gòu)成所述永久磁4失3的i走轉(zhuǎn)軸，并由一個偏心 軸52延長，對于所述第二套管32，第二軸321僅構(gòu)成所述永久磁鐵3 的旋轉(zhuǎn)軸。
一個殼體34具有第一 343和第二 344兩個平行的柱形腔，所述第 一腔343接納第一31和第二32兩個套管及所述永久磁鐵3的組裝件， 所述第二套管32的第二軸321首先進入所述第 一柱形腔343底部的一 個孔341。 一個墊圏33圍繞所述第一軸311放置并起軸承作用，墊圏 的外徑對應(yīng)于所述第一柱形腔343的內(nèi)徑，而內(nèi)徑對應(yīng)于所述第一軸 311的直徑。所述殼體34的第二柱形腔344通過一個組裝孔342接納所述裝置的第一部分1的管狀端部，組裝孔位于放置所述第二套管32 的第二軸321的一側(cè)。直徑略大于所述組裝孔342直徑的所述第一部 分l的一個柱形面13將所述第一部分1鎖定在所述殼體內(nèi)，使得只從 所述第二柱形腔344內(nèi)露出位于所述第一部分1端部的一個柱形摩擦 面14。
這樣，兩個套管31、 32、殼體34和所述墊圏33構(gòu)成所述永久磁 鐵3和所述第一部分1之間的連接裝置，它為所述永久磁鐵3留有基 本圍繞它的一個垂直于其磁化方向的主慣性軸的一個旋轉(zhuǎn)自由度。
在接納所述第一部分1相對的一側(cè)，所述殼體34的所述第二柱形 腔344按順序以一個接一個嵌入的方式接納 一個保持彈簧44，構(gòu)成 所述輸出軸42的一個螺母， 一個自由傳動輪的彈簧43,然后是所述 輸入軸41,輸入軸由一段管構(gòu)成，其內(nèi)側(cè)411可在所述螺母62上滑 動和轉(zhuǎn)動，而其外表面可與所述自由傳動輪的彈簧43配合，后者同樣 與位于所述螺母42上的一個類似表面配合，從而構(gòu)成所述自由輪裝置 43，當(dāng)所述輸入軸41沿所述第一方向旋轉(zhuǎn)時，自由輪裝置可沿所述第 一方向驅(qū)動所述輸出軸42。
所述保持彈簧44與位于所述第一部分1端部的柱形摩擦面14及 位于所述螺母42上的一個類似表面配合，以構(gòu)成所述保持裝置，用于 阻止所述輸出軸42沿所述第一方向的相反方向旋轉(zhuǎn)。
該摩擦彈簧式系統(tǒng)的細節(jié)和功能在文件WO2004/019796中有全 面描述，所以在此不作更具體的描述。該系統(tǒng)4艮好地滿足了本發(fā)明的 目的，但當(dāng)然也可用其它類型的自由輪系統(tǒng)來取代，例如針式自由輪。
所述螺母42通過其內(nèi)螺紋61與構(gòu)成所述傳動裝置的螺桿62配 合，從而使所述輸出軸42的旋轉(zhuǎn)能帶動所述第二部分2相對于所述第 一部分l的移動。
一個臂桿51與所述輸入軸41相連并與其共用旋轉(zhuǎn)軸，在該第一 個優(yōu)選實施例中，旋轉(zhuǎn)軸由所述螺桿62構(gòu)成，臂桿具有一個支撐槽 511，其寬度大于或等于與其配合的所述偏心軸52的直徑，以形成所 述減速裝置，用于將所述永久磁鐵3的運動轉(zhuǎn)換為輸入軸41交替地向一個第一方向和相反方向的轉(zhuǎn)動，且以所述輸入軸41的旋轉(zhuǎn)和所述永 久磁鐵3的旋轉(zhuǎn)之間的一個減速比進行，使得所述永久磁鐵3的旋轉(zhuǎn) 方向的改變導(dǎo)致所述輸入軸41的旋轉(zhuǎn)方向的改變。
一個封閉件71包括一個孔711，用于使所述笫二部分2穿過，一 旦其余的組裝完成后，就封閉殼體。
所述減速裝置的工作詳見圖3至圖6，圖中的箭頭指出了在置于 機體外部的磁場源81的示出的位置的作用下將產(chǎn)生的動作。機體的界 限82在圖中用代表皮膚的粗線和代表機體內(nèi)側(cè)的剖面線象征性地表 示。圖3示出了所述臂桿51將被所述偏心軸52驅(qū)動的驅(qū)動時間的開 始，這時偏心軸沿順時針方向在第一方向上接觸支撐槽511，直至圖4 所示的所述臂桿在該第一方向的最大位移。在圖4和圖5之間，永久 磁鐵繼續(xù)按順時針方向旋轉(zhuǎn)，但不帶動臂桿51,因為支撐槽511的寬 度大于偏心軸52的直徑，直至所述偏心軸52重新頂靠在支撐槽511 的與它離開的面相對的面上，并且圖6所示的新的驅(qū)動時間開始，使 臂桿51到達沿第一方向的相反方向的最大位置。接下來是永久磁鐵3 的新的旋轉(zhuǎn)區(qū)段，在該區(qū)段所述臂桿51未被帶動，并且在開始新的周 期之前系統(tǒng)重新回到圖3所示的位置。所述永久磁鐵3和所述置于機 體外部的磁場源8各自磁化方向的相對位置決定了彼此可能傳遞的力 的強度。如果希望借助于置于機體外部最靠近所述永久磁鐵3的一個 釹磁鐵，有效地啟動根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一個優(yōu)選實施例，那么永 久磁鐵3的旋轉(zhuǎn)不帶動臂桿51的區(qū)段的存在，使得只在施加于永久磁 鐵上的力矩強度足以實施這些驅(qū)動力的區(qū)段中，才利用永久磁鐵3的 旋轉(zhuǎn)來伸長所述裝置或使裝置重新裝備。
現(xiàn)在參見圖7至圖12,它們示出了本發(fā)明裝置的第二個優(yōu)選實施 例，特別適合于植入一個長骨的骨髓管，用于實現(xiàn)骨伸長或骨遷移。 在該第二優(yōu)選實施例中，所述第一部分1基本由一個管IO構(gòu)成，管的 一個第一端部具有一個柱形腔15,其直徑大于管10內(nèi)的其余部分， 并終止于一個環(huán)形支撐面152,并且有至少一個長度基本和所述柱形 腔15—樣的縱向內(nèi)槽151。在與所述第一端部基本相對的一端，至少一個孔相對于所述管10的軸線形成一個30°至卯。之間的角，構(gòu)成所 述與機體的第一連接裝置11。所述第二部分2基本是一個圓柱體20, 可與所述管10的小直徑配合。所述與機體的第二連接裝置21由至少 一個基本垂直于所述圓柱體20的軸線的孔構(gòu)成。在所述管10內(nèi)切割 出縱向長形口 16，用于在所述第二連接裝置21及以后的加長部分內(nèi) 鎖定。
正如本發(fā)明裝置的第一個優(yōu)選實施例，永久磁鐵3是柱形的，徑 向磁化，并且頭尾兩端例如通過硅膠粘在第一 31和笫二 32兩個套管 內(nèi)，兩個套管在與所述永久磁鐵3插入的端部相對的端部分別由一個 第一軸311和一個第二軸321延長，對于所述第一套管31，第一軸構(gòu) 成使所述永久磁鐵3的旋轉(zhuǎn)軸，并由一個偏心軸52加長，而對于所述 笫二套管32，第二軸321僅構(gòu)成使所述永久磁鐵3的旋轉(zhuǎn)軸。此外， 與輸入軸41相連并與其共用旋轉(zhuǎn)軸的一個臂桿51具有一個支撐槽 511，其寬度大于或等于(在該第二個優(yōu)選實施例中最好等于)與其配 合的所述偏心軸52的直徑，用于形成所述減速裝置。
輸出軸42有兩個柱形面，一個422用于接納所述自由傳動輪的彈 簧43，另一個423接納所述保持彈簧44，與第一個柱形面相連的一個 軸421構(gòu)成所述輸入軸41的旋轉(zhuǎn)軸，與第二個柱形面相連的一個螺桿 61與平行于所述第二部分2的軸的螺絲孔62配合，以構(gòu)成所述傳動 裝置，使得所述輸出軸42的轉(zhuǎn)動帶動所述第二部分2相對于所述第一 部分1的移動。
一個支座36的外表面基本上為柱形，可與所述柱形腔15配合， 一個凸起364除外，凸起364可與所述管10的所述縱向內(nèi)槽151配合， 以保證所述支座36相對與所述管10不能轉(zhuǎn)動，支座36接納以下部分 并使它們保持在相對適合的位置
-所述第一軸311,其作為在一個第一軸向孔361內(nèi)的軸承，
-在平行于所述第一孔361的一個第二孔362內(nèi)的輸出軸42的軸 421，所述輸入軸41預(yù)先套在該軸421上，
-在垂直于所述第一孔361和第二孔362的一個第三孔363內(nèi)的
14臂桿51，所述第三孔363的表面限制所述臂桿51的轉(zhuǎn)動，當(dāng)臂桿51 向所述第一方向或第一方向的相反方向旋轉(zhuǎn)時，臂桿51的端部512 和513分別頂靠在所述第三孔363上。如果所述臂桿51和所述第三孔 363的尺寸選擇恰當(dāng)，那么就構(gòu)成一個方向上的第一止動裝置和相反 方向上的第二止動裝置，用于將所述永久磁鐵3的旋轉(zhuǎn)限制在角度小 于180。的一個區(qū)域內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明裝置的該第二個優(yōu)選實施例的減速比， 一方面取決于 所述第一孔361和所述第二孔362之間的距離，另一方面取決于所述 偏心軸52的偏心。
一個塞子35具有一個軸向孔351，接納所述第二軸321,塞子35 借助于直徑略大于所述柱形腔15的一個柱形面352用力嵌入在所述管 IO的第一端部。
一個支撐零件37位于所述柱形腔15的底部，頂靠在所述環(huán)形支 撐面152上，并且通過其縱向平面373與所述支座36的另一個縱向平 面365的接觸而^皮鎖止旋轉(zhuǎn)，它還有一個柱形摩擦面371，可與保持 彈簧44配合，用于形成所述保持裝置，以阻止所述輸出軸42沿與第 一方向相反的方向的旋轉(zhuǎn)。該支撐零件37還承載病人施加在伸長釘上 的重量，以及通過所述第二部分2、所述進行牽引工作的螺桿61及與 所述支撐零件37接觸的輸出軸42部分所傳遞的所有重量。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的該第二個優(yōu)選實施例的工作與第一個優(yōu)選實 施例的工作極其相似，因此不再做具體闡述。圖9和圖IO示出了在圖 9的伸長釘植入時和圖IO伸長終止時之間，所述第二部分2相對于所 述第一部分1的移動。圖11和圖12示出了在置于機體外部的一個磁 場源81的作用下獲得的所述臂桿51的止動位置和所述永久磁鐵3的 磁化方向。在這些圖中，曲線箭頭表示為了抵達圖示的止動位置，所 述永久磁鐵3的磁化方向和所述臂桿51已經(jīng)完成的轉(zhuǎn)動，而不是將要 進行的動作。這些箭頭示出基本已完成的旋轉(zhuǎn)的規(guī)模，因此示出了根 據(jù)本發(fā)明的裝置的減速比。所述圖示出的是穩(wěn)定狀態(tài)，要使其轉(zhuǎn)換到 另一圖所示的狀態(tài)，需要調(diào)整所述磁場源81的位置，例如將其反轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在參見圖13和圖14所示的本發(fā)明裝置的第三個優(yōu)選實施例， 當(dāng)直徑很小而擁有足夠的長度且希望獲得很高的減速比時，該實施方 式特別有利。但如果該第三個優(yōu)選實施例的控制需要手動完成可能會 令人厭煩。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的第三個優(yōu)選實施例的笫一部分1基本為一端 呈圓角的一個圓柱體，它還具有至少一個基本垂直于所述第一部分1 的軸的孔，并且構(gòu)成所述與機體的第一連接裝置11。在與所述呈圓角 的端部相反的端部具有防旋轉(zhuǎn)筋條17，徑向分布在所述圓柱體的表 面， 一個柱形面141延長所述圓柱體并與其共用軸線，且可與一個保 持彈簧44配合， 一個柱形槽18通到所述柱形面141的端部，該端部 與其與圓柱體固定的端部相對。
根據(jù)本發(fā)明裝置的第三個優(yōu)選實施例的第二部分2是一個內(nèi)表面 62全部帶螺紋的管，所述第一部分1可在該管內(nèi)自由移動，且沒有過 多的間隙。 一些防旋轉(zhuǎn)槽22在所述第二部分2的內(nèi)部縱向切割而成， 可與所述第一部分1的所述防;旋轉(zhuǎn)筋條17配合，以阻止一個相對于另 一個的轉(zhuǎn)動?；驹谒龅诙糠?的一端，至少一個孔與軸形成一 個30。至90。的角，構(gòu)成所述與機體的第二連接裝置21。
永久磁鐵3是柱形的，徑向磁化，并且通過例如硅膠粘在一個套 管37內(nèi)，在套管的與插入所述永久磁鐵3的端部相對的一端具有一個 螺絲孔371，接納一個螺桿38，螺桿具有一個螺紋部分53或第四面、 以及一個頭部381，在粘接所述永久磁4失3之前，螺桿在與其頭部381 相對一側(cè)的端頭焊在所述套管37內(nèi)。所述螺桿38構(gòu)成與其完全相連 的所述永久磁鐵3的旋轉(zhuǎn)軸。所述螺桿38的頭部381置于所述第一部 分1的所述柱形腔18內(nèi)。螺桿體插入到通到一個組裝軸39兩邊的中 心管393內(nèi)，組裝軸具有一個直徑略大于所述柱形槽18的柱形體391 和一個頭部392，并且在柱形體391上預(yù)先按順序安裝頂著頭部392 的所述輸入軸41，然后是所述自由傳動輪的彈簧43 、所述輸出軸42 以及所述保持彈簧44。所述柱形體391的與所述頭部392相對的一端 用力裝配到所述柱形槽18中，使所述螺桿38、因而所述永久磁鐵3相對所述第一部分1不能移動，但可轉(zhuǎn)動，并將預(yù)先安裝在所述柱形
體391上的零件彼此固定。
所述輸出軸42具有兩個柱形面， 一個422用于接納所述自由傳動 輪的彈簧43,另一個423用于接納所述保持彈簧44，兩個柱形面分布 在一個螺栓61的兩側(cè)，螺栓可與所述第二部分2的內(nèi)螺紋62配合。 所述輸出軸42的中心具有一個孔424，可使所述輸出軸42自由旋轉(zhuǎn) 地安裝在所述組裝軸39上。所有這些零件都是同軸的。
所述輸入軸41的一端具有一個柱形面，用于接納所述自由傳動輪 的彈簧43，而另一端具有一個扭絞55，或第六面。其軸向還被一個孔 411穿過，使它能夠自由旋轉(zhuǎn)地安裝在所述組裝軸39上。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的該第三個優(yōu)選實施例另外具有一個基本柱形 且可在所述第二部分2內(nèi)滑動的放大零件54，它包括防旋轉(zhuǎn)筋條543， 可與所述第二部分2的所述防旋轉(zhuǎn)槽22配合，而它本身相對第一部分 不能旋轉(zhuǎn)，并且其一個端部有一個螺紋孔541或第三面，可與所述螺 桿38的螺紋部分53配合，而另一端部有陰面542或第五面，可與所 述扭絞55配合。在將所述組裝軸39用力安裝在所述第一部分1內(nèi)之 后，并且在所述套管37旋緊在所述螺桿38上且在端部彼此焊接之前， 該放大零件54旋緊在所述螺桿38的螺紋部分53上。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的該第三個優(yōu)選實施例以下述方式工作:由置 于機體外部的磁場源形成的一個旋轉(zhuǎn)磁場使所述永久磁鐵3沿一個第
一方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的最大圏數(shù)受制于螺桿38的螺紋部分53的長度和 螺距，或受制于為放大零件54留出的在止動件之間移動的空間，止動 件一方面由套管37構(gòu)成，另一方面由組裝軸39的頭部392構(gòu)成。所 述永久磁鐵3的轉(zhuǎn)動帶動所述與其相連的螺桿38的旋轉(zhuǎn)，并且通過螺 桿38的螺紋部分53,帶動所述放大零件54在一個第一移動方向上的 移動，螺紋部分53與所述放大零件54的螺孔541配合，以構(gòu)成所述 第二螺旋連接。放大零件通過防旋轉(zhuǎn)筋條543被鎖止旋轉(zhuǎn)，并通過其 陰面542與所述扭絞55配合，帶動所述輸入軸41向一個方向轉(zhuǎn)動， 該方向當(dāng)然還取決于所述扭絞55的螺距方向。然后，所述永久磁鐵3開始沿與所述第一方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)的圏數(shù)和向第一方向的一
樣，而所述輸入軸41通過所有零件的逆向運動而回到其初始位置。在 這些運動期間，摩擦彈簧系統(tǒng)發(fā)揮作用，并帶動所述輸出軸42沿一個 單一方向旋轉(zhuǎn)，這顯然導(dǎo)致所述第二部分2相對于所述第一部分1的 移動。重復(fù)該周期必要的次數(shù)以獲得所希望的伸長。
本發(fā)明裝置的該第三個優(yōu)選實施例的減速比取決于所述螺桿的所 述螺紋部分53和所述扭絞55的螺距。此外，鑒于存在摩擦，為了使 所述裝置工作，所述扭絞55的螺距必須足夠大。
在本發(fā)明裝置的該第三個優(yōu)選實施例中，如果愿意，還可以在永 久磁鐵3和螺桿53之間插入一個馬耳他十字機構(gòu)(Croix de Malte ), 通過置于最靠近所述永久磁鐵3的機體外部的磁場源81圍繞平行于所 述永久磁鐵3旋轉(zhuǎn)軸的一個軸的旋轉(zhuǎn)，方便該裝置的控制。實際上， 使用馬耳他十字機構(gòu)可使所述永久磁鐵3僅在其旋轉(zhuǎn)的一部分中帶動 輸入軸41,對于這部分，由所述》茲場源81可施加在所述永久i茲4失3 上的力矩很高，這是由于所述永久》茲鐵3的磁化方向相對于磁場源81 放置方向的合理定位，以及輪相對于所述馬耳他十字機構(gòu)的位置，所 述輪與所述永久磁鐵3相連，帶動與所述螺桿53相連的馬耳他十字機
化方向和所述傳動輪離開所述馬耳他十字機構(gòu)時永久磁鐵3的磁化方 向之間的角平分線基本垂直于能夠?qū)⑺龃艌鲈?1置于最靠近永久 磁鐵3的方向，就能獲得很好的結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的裝置有利地用機械強度高且機體能很好耐受的材料 實現(xiàn)，諸如316L不銹鋼、鈦合金、或最好是以鉻和鈷為基礎(chǔ)的高性 能合金、如PHYNOX。所述永久^f茲鐵3有利地是一種居里溫度高于 150。C的釹磁鐵，從而可使本發(fā)明的裝置能夠用任何方式進行消毒，并 且特別是用134。C的過熱蒸汽，而不會損害所述永久磁鐵3。
有利的是，本發(fā)明裝置的經(jīng)受摩擦的表面接受一種表面處理，例 如以金剛石無定形碳或硫化鴒為基礎(chǔ)的減少摩擦系數(shù)的表面處理。
上面描述了一種徑向磁化的柱形永久磁鐵3的使用，并且是優(yōu)選的，但也可考慮任何磁化方向的任何幾何形狀的磁鐵，特別是截面為 六邊形的平行六面體等。
根據(jù)本發(fā)明的裝置以完全已知的方式和類似于無伸長機構(gòu)的同類 裝置的方式植入并固定在機體內(nèi)。
工業(yè)應(yīng)用的可能性
本發(fā)明對實現(xiàn)所有類型的體內(nèi)伸長裝置都特別有用，如生長型假 骨，骨伸長或骨遷移骨髓釘，脊推骨脫離或壓縮棒，或者骨或肋骨間 脫離裝置。它還可用于實現(xiàn)增長板，用于糾正骨變形，或者植入泵， 用于逐步有控制地將物質(zhì)擴散到機體內(nèi)，并且更廣泛地，可以實現(xiàn)人 們希望能夠以逐步且無直接接觸的控制方式改變其幾何形狀的任何類 型的裝置。
權(quán)利要求
1.體內(nèi)伸長裝置，由一個第一部分(1)、一個第二部分(2)和一個永久磁鐵(3)構(gòu)成，第一部分包括與機體的第一連接裝置(11)，第二部分包括與機體的第二連接裝置(21)并相對于所述第一部分(1)滑動安裝，其特征在于，該伸長裝置具有-所述永久磁鐵(3)和所述第一部分(1)之間的連接裝置，為所述永久磁鐵(3)留有基本圍繞它的主慣性軸中的一個垂直于其磁化方向的軸的旋轉(zhuǎn)自由度，-一個輸入軸(41)，-減速裝置，用于以所述輸入軸(41)的旋轉(zhuǎn)和所述永久磁鐵(3)的旋轉(zhuǎn)之間的一個減速比，將所述永久磁鐵(3)的運動轉(zhuǎn)換為所述輸入軸(41)交替地沿一個第一方向和沿相反方向的轉(zhuǎn)動，并且使得所述永久磁鐵(3)的旋轉(zhuǎn)方向的改變帶動所述輸入軸(41)旋轉(zhuǎn)方向的改變，-一個輸出軸(42)，-自由輪裝置(43)，當(dāng)所述輸入軸(41)沿所述第一方向旋轉(zhuǎn)時，該自由輪裝置能夠沿所述第一方向驅(qū)動所述輸出軸(42)，-保持裝置(44)，用于當(dāng)所述輸入軸(41)沿所述第一方向的相反方向旋轉(zhuǎn)時，阻止所述輸出軸(42)沿所述第一方向的相反方向的旋轉(zhuǎn)，-以及傳動裝置，用于使所述輸出軸(42)的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致所述第二部分(2)相對于所述第一部分(1)的移動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)伸長裝置，其特征在于，所述傳動裝置是一個第一面(61)和一個第二面(62)之間的一個第一螺旋連接，第一面(61)與輸出軸(42)相連，第二面(62)與第二部分(2)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)伸長裝置，其特征在于，所述減速裝置由一個臂桿(51 )及一個第一支撐面(52 )和一個第二支撐面(511 )之間的連接裝置構(gòu)成，所述臂桿與所述輸入軸(41)相連并共用旋轉(zhuǎn)軸，第一支撐面(52)與所述永久磁鐵(3)相連并離開其旋轉(zhuǎn)軸，第二支撐面(511 )與所述臂桿(51)的端部相連，該端部離所述臂桿(51)和輸入軸(41)的共用旋轉(zhuǎn)軸最遠。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的體內(nèi)伸長裝置，其特征在于，所述永久磁鐵(3)的旋轉(zhuǎn)由一個方向上的第一止動裝置(512)和相反方向上的第二止動裝置(513)限制在一個角度小于180。的區(qū)域內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的體內(nèi)伸長裝置，其特征在于，所述第一支撐面(52)和所述第二支撐面(511)之間的連接裝置具有一個間隙，可允許永久磁鐵(3)在相對于永久磁鐵(3)的旋轉(zhuǎn)軸彼此基本相對的兩個區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，而不帶動所述臂桿(51)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)伸長裝置，其特征在于，所述減速裝置由一個放大零件(54)構(gòu)成，放大零件相對于所述第一部分(1)平移安裝并被鎖止旋轉(zhuǎn)，并且具有一個第三面(541),第三面與一個第四面(53)呈第二螺旋連接，第四面(53)與所述永久磁鐵(3)相連，并且放大零件具有一個第五面(542 )，第五面與一個第六面(55)呈第三螺旋連接，第六面(55)與所述輸入軸(41)相連，所述永久磁鐵(3 )的旋轉(zhuǎn)軸、所述第二和第三螺旋連接的旋轉(zhuǎn)軸及所述輸入軸(41)的旋轉(zhuǎn)軸是重合的，所述第二和第三螺旋連接的螺距為所述減速裝置的減速比，而所述第二螺旋連接的螺距相對于所述第二螺旋連接的摩擦系數(shù)要足夠大，從而使所述減速裝置能夠工作。
全文摘要
一個第一部分(1)包括與機體的連接裝置(11)，并滑動接納包括與機體的連接裝置(21)的一個第二部分(2)。一個永久磁鐵(3)相對第一部分(1)旋轉(zhuǎn)安裝。減速裝置(51，52)以一個減速比將其運動轉(zhuǎn)換為輸入軸(41)沿一個和另一個方向的交替旋轉(zhuǎn)。當(dāng)輸入軸(41)沿一個方向旋轉(zhuǎn)時，一個自由輪(43)帶動輸出軸(42)。輸出軸(42)在另一個方向上被保持裝置(44)鎖定。傳動裝置(61，62)將輸出軸(42)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為第二部分(2)相對第一部分(1)的移動。本發(fā)明使得能夠?qū)崿F(xiàn)生長型假骨、骨伸長或骨遷移的骨髓釘、脊椎骨脫離或壓縮棒、或者骨或肋骨間脫離裝置以及可無接觸控制的植入泵。
文檔編號A61B17/72GK101568309SQ200780041502
公開日2009年10月28日 申請日期2007年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月3日
發(fā)明者阿諾·蘇貝朗 申請人:阿諾·蘇貝朗