專利名稱：脊柱固定系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于可能需要對(duì)脊柱進(jìn)行矯正、穩(wěn)定、調(diào)節(jié)或固定的脊柱錯(cuò)位的手術(shù)治療的脊柱固定系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已知各種脊柱/脊椎錯(cuò)位，包括脊柱側(cè)凸(椎骨相對(duì)于脊柱平面異常彎曲或轉(zhuǎn)動(dòng))、脊柱后凸(脊柱異常向后彎曲)和脊椎前移(腰椎向前移位)，它們?nèi)可婕凹怪?“未對(duì)準(zhǔn)”。具有這些癥狀的患者常常經(jīng)受極為劇烈的疼痛和由該癥狀引起的身體畸形。在嚴(yán)重的病例中，對(duì)這些癥狀的治療使用了一種稱為使用脊柱固定裝置實(shí)現(xiàn)融合的技術(shù)，該脊柱固定裝置形成脊柱區(qū)域的機(jī)械固定并且椎骨最終融合在治療區(qū)域內(nèi)。在較不嚴(yán)重的病例中，治療包括對(duì)受影響的神經(jīng)減壓以及融合所涉及的椎骨。然而，融合并不經(jīng)常成功，除非還通過在手術(shù)期間從內(nèi)部安裝的機(jī)械裝置將椎骨固定一段時(shí)間。這使得融合的骨有時(shí)間愈合。已針對(duì)此目的提出許多機(jī)械系統(tǒng)。通常針對(duì)此目的使用螺釘和桿系統(tǒng)及螺釘和板系統(tǒng)。前一系統(tǒng)通常使用剛性桿，該剛性桿通過插入椎弓根中以保持該桿的螺釘固定在脊柱上。該桿可彎曲成期望構(gòu)型，并且這既對(duì)椎骨進(jìn)行操作又將椎骨保持在該同一構(gòu)型中直到融合過程能永久地實(shí)現(xiàn)這種保持。由于每個(gè)患者均具有其自身的脊柱特征或解剖結(jié)構(gòu)，包括骨形狀和骨密度，所以脊柱固定系統(tǒng)的椎弓根螺釘和其它零件的精確位置在患者位于手術(shù)臺(tái)上時(shí)才能確定。使該桿彎曲耗費(fèi)手術(shù)時(shí)間，因?yàn)槭箺U的輪廓與脊柱的三維構(gòu)型相對(duì)應(yīng)會(huì)極為困難并且會(huì)引起失誤。即使在術(shù)前確定了椎弓根的三維解剖學(xué)取向，也常常需要在椎弓根中重新定向這些螺釘并重新調(diào)節(jié)它們的插入深度。這常常需要完全移除螺釘，特別是在脊柱變形并不是完全預(yù)期的那樣或?qū)τ诼葆攣碚f可用的空間不足的情況下。而移除和更換螺釘危及椎弓根的在螺孔周圍的脆弱骨結(jié)構(gòu)，且消耗額外的手術(shù)時(shí)間。因此，已提出設(shè)計(jì)連接器，該連接器將椎弓根螺釘和桿連接，使得桿能以一個(gè)或多個(gè)自由度相對(duì)于椎弓根螺釘移動(dòng)。這減少了對(duì)重新定向或重新調(diào)節(jié)椎弓根螺釘?shù)男枨蟛⑶倚枰^少的努力來使桿彎曲。US 5，545, 166 A描述了一種脊柱固定系統(tǒng)，其中每個(gè)連接器均包括可樞轉(zhuǎn)地附接到椎弓根螺釘?shù)念^部上的螺栓。樞轉(zhuǎn)塊被旋擰到螺栓上，使得樞轉(zhuǎn)塊能使螺栓上下移動(dòng)。用于接納桿的夾固塊可樞轉(zhuǎn)地附接到樞軸塊上。US 5，254，118 A描述了一種脊柱固定系統(tǒng)，其中每個(gè)連接器均包括用于接納桿的鐘形(tulip，郁金香形)座部件并具有孔，附接到連接器的主要部分上的樞軸延伸穿過該孔。該座部件能相對(duì)于該樞軸被夾固在各個(gè)角向位置，該樞軸垂直于椎弓根螺釘布置或與之形成小的角度。該座部件還能沿樞軸移動(dòng)，這提供了額外的自由度。連接器的主體能被固定在椎弓根螺釘上的各個(gè)軸向位置。因此，桿能圍繞垂直于椎弓根螺釘?shù)目v向軸線延伸 (或與其形成小的角度)的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。US 2006/0235389 Al公開了一種脊柱固定系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有螺釘桿身和球形頭部的椎弓根螺釘。螺釘?shù)念i部包括一對(duì)90°拐角部，使得頭部從桿身偏置。該連接器包括布置在頭部上的座部件，使得連接器能關(guān)于椎弓根螺釘被多軸向地(polyaxially)調(diào)節(jié)。US 2007/0288004 Al公開了一種脊柱固定系統(tǒng)，該系統(tǒng)也包括具有螺釘桿身和球形頭部的椎弓根螺釘。然而，這里，頭部關(guān)于桿身定心。該連接器包括布置在螺釘?shù)念^部上的頭部部件，使得連接器能關(guān)于椎弓根螺釘被多軸向地調(diào)節(jié)。該頭部部件具有帶套管的臂， 鐘形座部件被可樞轉(zhuǎn)地接納在該套管中。因此，該座部件可以圍繞平行于椎弓根螺釘?shù)目v向軸線延伸的軸線旋轉(zhuǎn)。通過從相對(duì)側(cè)擰緊在蓋子中而將座部件固定在套管中。因此，一旦頭部部件被安裝在椎弓根螺釘?shù)念^部上，座部件就無法被固定在臂上。在前述現(xiàn)有技術(shù)的脊柱固定系統(tǒng)中，桿的縱向軸線總是關(guān)于椎弓根螺釘?shù)目v向軸線偏心地布置。其它類型的連接器不具有這種偏心布置結(jié)構(gòu)。相反，桿和椎弓根螺釘?shù)目v向軸線彼此交叉或僅間隔開很小的距離。為了仍然提供最低程度的靈活性，該連接器可實(shí)現(xiàn)桿在手術(shù)期間關(guān)于椎弓根螺釘?shù)亩噍S向運(yùn)動(dòng)。這種現(xiàn)有技術(shù)的脊柱固定系統(tǒng)例如在US 2006/0172056 AUUS 2008/0243193 Al 和 EP 1 295 566 Al 中公開的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種脊柱固定系統(tǒng)，該脊柱固定系統(tǒng)提供改善的靈活性，使得外科醫(yī)生能易于針對(duì)椎弓根螺釘或其它類型的緊固件調(diào)節(jié)桿。根據(jù)本發(fā)明，通過提供一種脊柱固定系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)此目的，該脊柱固定系統(tǒng)包括構(gòu)造成在一部分脊柱上方延伸的桿。該桿可以是直的或彎曲的，并且該桿可以是剛性的或韌性的，使得該桿能被彎曲成需要的構(gòu)型。該系統(tǒng)還包括多個(gè)緊固件，每個(gè)緊固件都具有縱向軸線并構(gòu)造成被固定到待治療的椎骨上。設(shè)有多個(gè)連接器，其中每個(gè)連接器都與緊固件之一連接或能夠與緊固件之一連接。此外，每個(gè)連接器都具有用于接納和固定桿的可由鐘形部件形成的座部件。該座部件能夠關(guān)于一旋轉(zhuǎn)軸線被固定在不同的旋轉(zhuǎn)位置，該旋轉(zhuǎn)軸線平行于與相應(yīng)的連接器連接的緊固件的縱向軸線延伸或者能夠被定位成平行于該縱向軸線延伸，但是不與該縱向軸線重合。該座部件構(gòu)造為使得該桿當(dāng)被接納在座部件中時(shí)可以在座部件圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)在緊固件上方回轉(zhuǎn)。此外，該座部件包括與緊固件之一連接或者能夠與緊固件之一連接的頭部部件。該頭部部件用于支承座部件，以便在座部件的位置被固定之前至少實(shí)現(xiàn)座部件關(guān)于頭部部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該頭部部件能夠在關(guān)于該緊固件的縱向軸線的不同旋轉(zhuǎn)位置上被固定在與相應(yīng)連接器連接的緊固件上。為座部件設(shè)置偏心旋轉(zhuǎn)軸線，即平行于緊固件的縱向軸線延伸但不與其重合的旋轉(zhuǎn)軸線能夠提供較佳的靈活性。所述頭部部件還能夠圍繞緊固件的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。因而， 連接器能圍繞緊固件旋轉(zhuǎn)而不需要使緊固件也旋轉(zhuǎn)。如果將緊固件粘合在相應(yīng)椎骨的孔內(nèi)，則不可能使緊固件旋轉(zhuǎn)。但是，如果緊固件也是螺釘，則這種旋轉(zhuǎn)是不希望的，因?yàn)槭孤葆斣谧倒侵行D(zhuǎn)不僅改變了螺釘?shù)妮S向位置， 而且降低了螺釘連接的牢固程度。由于可以獲得兩條平行的旋轉(zhuǎn)軸線，所以能易于固定任意延伸(至少幾乎延伸) 穿過相對(duì)于緊固件定中心的圓形區(qū)域的任何桿。這兩條旋轉(zhuǎn)軸線之間的距離越大，座部件可將該桿接納在其中的區(qū)域就越大。這在緊固件構(gòu)造成被固定在待治療的椎骨的椎弓根上的情況下特別有用。由于各種原因，有時(shí)不可避免地將緊固件固定在椎弓根中，使得它們的在椎弓根上方延伸的自由端不平行并且不在一直線上。在這種情況下，使用兩個(gè)自由度(即，通過兩條平行的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn))定位座部件的能力使得即使在非常困難的空間條件下也可以將緊固件與桿連接。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該旋轉(zhuǎn)軸線能夠至少在具有傾斜角度的錐體內(nèi)被固定在不同的傾斜位置，以便能夠多軸向地調(diào)節(jié)座部件。這種多軸向可調(diào)性進(jìn)一步增加了座部件在脊柱固定系統(tǒng)的構(gòu)件被固定之前能進(jìn)入的位置的范圍。例如，在這種情況下，允許桿與座部件一起執(zhí)行可變的傾斜運(yùn)動(dòng)。在不具有多軸向可調(diào)性的情況下，桿的這種傾斜運(yùn)動(dòng)僅在桿在(固定的)座部件內(nèi)傾斜的情況下才可以。然而，這常常會(huì)導(dǎo)致一般不希望的在座部件與桿之間具有小的接觸面積，例如線或甚至僅為點(diǎn)。多軸向可調(diào)性還使該旋轉(zhuǎn)軸線能夠傾斜， 使得桿改變其相對(duì)于緊固件的高度，從而不需要重新調(diào)節(jié)附接在桿上的緊固件或連接器。所述錐體的對(duì)稱軸線是任意的，只要該錐體至少包含平行于緊固件的縱向軸線的方向。在一個(gè)實(shí)施例中，該錐體的對(duì)稱軸線平行于與相應(yīng)的連接器連接的緊固件的縱向軸線延伸，但不與其重合。換句話說，如果該旋轉(zhuǎn)軸線未在該錐體內(nèi)傾斜，則其自動(dòng)平行于緊固件的縱向軸線延伸，但不與其重合。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)連接器均構(gòu)造為使得該連接器在緊固件已被固定到待治療的椎骨上之后能與相應(yīng)的緊固件連接。這有利于將緊固件植入椎骨，因?yàn)檫B接器不會(huì)阻礙用于插入適當(dāng)工具的路線。一旦植入緊固件，連接器便被附接到緊固件上并最終借助于適當(dāng)?shù)墓潭ㄑb置例如固定螺釘被固定到緊固件上。該座部件可具有用于接納桿的凹部。該凹部的截面可呈U形，由此形成鐘形的座部件。桿可以在U形凹部的敞開端處被容易地插入。該凹部仍可實(shí)現(xiàn)桿在凹部內(nèi)的軸向位移，以便執(zhí)行桿在沿人脊柱前后布置的一排座部件內(nèi)的最終調(diào)節(jié)。在另一實(shí)施例中，每個(gè)連接器均構(gòu)造為使得桿當(dāng)被接納在連接器的座部件中時(shí)可以在座部件圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)在緊固件上方回轉(zhuǎn)。換句話說，緊固件或者連接器的任何部分均不會(huì)阻礙被接納在座部件中的桿的360°旋轉(zhuǎn)。該連接器可包括用于將桿固定到座部件上的夾固機(jī)構(gòu)。這種夾固結(jié)構(gòu)可包括例如固定螺釘。在優(yōu)選實(shí)施例中，該夾固機(jī)構(gòu)構(gòu)造為使得用戶對(duì)夾固機(jī)構(gòu)的操作將桿固定到座部件上并同時(shí)將座部件固定到頭部部件上。然后，外科醫(yī)生可以首先調(diào)節(jié)連接器使得桿被完全接納在座部件中，然后，他可以通過對(duì)夾固機(jī)構(gòu)的單次操作而一次性將桿固定到座部件上并將座部件固定到頭部部件上。如果夾固螺釘或類似元件所施加的壓力優(yōu)選經(jīng)由桿本身傳遞給用于將座部件固定到頭部部件上的第二夾固元件，則可以實(shí)現(xiàn)一次性制動(dòng)兩個(gè)自由度的效果。由于頭部部件可以在不旋轉(zhuǎn)緊固件本身的情況下圍繞緊固件的縱向軸線旋轉(zhuǎn)，則通過夾固機(jī)構(gòu)的操作，甚至可以不僅將桿固定到座部件上并同時(shí)將座部件固定到頭部部件上，而且可以將頭部部件固定到緊固件上。這可以通過將夾固螺釘或類似元件所施加的力不僅傳遞給頭部部件而且傳遞給緊固件(例如利用適當(dāng)?shù)母軛U作用)來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，頭部部件包括第一頭部部分以及第二頭部部分，該第一頭部部分被固定到緊固件上或者能夠被固定到其上，該第二頭部部分支承座部件。第二頭部部分能夠在關(guān)于又一旋轉(zhuǎn)軸線的不同旋轉(zhuǎn)位置被固定到第一頭部部分上，該又一旋轉(zhuǎn)軸線與緊固件的縱向軸線不平行且特別是與其垂直地布置。這種額外的旋轉(zhuǎn)自由度還增強(qiáng)了連接器的靈活性，使得外科醫(yī)生可以更容易地針對(duì)椎弓根螺釘或其它類型的緊固件調(diào)節(jié)該桿。 如果座部件在其被固定之前可以圍繞其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸線平行于所述又一旋轉(zhuǎn)軸線延伸，且第二頭部部分在其被固定之前能夠圍繞該又一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，則可以在不改變桿的橫向位置的情況下調(diào)節(jié)桿的高度。本發(fā)明還涉及一種植入脊柱固定系統(tǒng)的方法。根據(jù)本發(fā)明，該方法包括以下步驟a)將緊固件固定到至少三節(jié)不同的待治療的椎骨上；b)使用連接器將桿與緊固件連接，該連接器能在桿被剛性地固定到緊固件上之前實(shí)現(xiàn)緊固件與桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；c)將桿剛性地固定到被固定在所述至少三節(jié)椎骨中的兩節(jié)中的緊固件上；d)重新定位還沒有被剛性地固定到桿上的緊固件中的至少一個(gè)，從而使緊固件相對(duì)于桿移動(dòng)；e)將桿剛性地固定到重新定位后的緊固件上?，F(xiàn)有技術(shù)的脊柱固定系統(tǒng)不可以或者僅在很有限程度上可以重新定位一節(jié)或多節(jié)椎骨。這是因?yàn)樵诂F(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，桿的輪廓成形為使得它們順應(yīng)緊固件的輪廓，而沒有其它的方式。當(dāng)使用利用了能在桿被剛性地固定到緊固件上之前實(shí)現(xiàn)緊固件與桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接器的緊固件時(shí)，可以相對(duì)于靜止的桿重新定位緊固件(及因此椎骨)。


參考以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，可以更容易地理解本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1是植入一段人脊柱中的根據(jù)本發(fā)明的脊柱固定系統(tǒng)的透視圖；圖2是圖1中所示的脊柱固定系統(tǒng)的俯視圖；圖3是安裝在圖1和2中所示的脊柱固定系統(tǒng)的椎弓根螺釘上的連接器的透視圖；圖4是圖3中所示的構(gòu)件的側(cè)視圖；圖fe是通過連接器的位于第一位置的座部件的剖視圖；圖恥是類似于圖fe的剖視圖，但針對(duì)不同的座部件位置；圖6a是連接器和椎弓根螺釘?shù)捻敳康耐敢晥D，其中座部件位于第一位置；圖6b是類似于圖6a的透視圖，但其中座部件位于不同位置；圖7是通過連接器的頭部部分的剖視圖；圖8是示出植入脊柱固定系統(tǒng)的手術(shù)方法的流程圖；圖9是根據(jù)另一實(shí)施例的類似于圖6a和6b的連接器的透視圖，其中連接器具有附加的旋轉(zhuǎn)自由度；圖10是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的類似于圖如和恥的截面圖，其中桿和鐘形部件能由夾固螺釘同時(shí)固定；圖11是圖10中所示的鐘形部件的部分剖視的透視圖；圖12是圖10中所示的突出部分和鐘形部件的分解圖13是通過根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例的類似于圖10的突出部部分和鐘形部件的截面圖，其中桿、鐘形部件和頭部部件能由夾固螺釘同時(shí)固定。
具體實(shí)施例方式圖1以透視圖、圖2以俯視圖示出已植入一段人脊柱之后的根據(jù)本發(fā)明的脊柱固定系統(tǒng)。該段包括前后布置的三節(jié)椎骨V1、V2、V3。簡單起見，與該段相鄰的椎骨在圖1和 2中未被示出?？傮w以10表示的脊柱固定系統(tǒng)包括沿脊柱的縱向在該脊柱段的任一側(cè)上延伸的兩個(gè)桿12a、12b。在此實(shí)施例中，桿12a、12b是由適當(dāng)?shù)慕饘倮玮佒瞥傻膭傂灾痹?。在其它?shí)施例中，桿12a、12b具有彎曲形狀。還設(shè)想使用韌性桿或具有非圓形截面例如橢圓形或多邊形截面的桿。桿12a、12b借助于被固定在椎骨VI、V2和V3的椎弓根16中的椎弓根螺釘14和將椎弓根螺釘14與桿12a、12b連接的連接器18被緊固到椎骨VI、V2和V3上。正如從以下將參考圖3至7對(duì)連接器18的描述而顯而易見的，連接器18均具有在本實(shí)施例中由鐘形部件20形成的座部件，該座部件具有多自由度使得其能以多種不同的方式定位。這使得即使椎弓根螺釘14布置成既未彼此平行也未沿一直線，也可以將直桿12a、12b與椎弓根螺釘14連接，如在圖2的俯視圖中最清楚地示出的。圖3示出椎弓根螺釘14之一和連接器18之一的透視圖。椎弓根螺釘14具有縱向軸線22和用于支承外螺紋沈的柱形部分M。椎弓根螺釘14在一端具有錐形末端觀并在相對(duì)端具有螺釘頭部30，該螺釘頭部30由于被連接器18覆蓋而只能在下文將進(jìn)一步說明的圖7所示的截面中看到。椎弓根螺釘14的長度、直徑和外螺紋沈構(gòu)造成使得其能被旋擰到椎骨Vl至V3 中的任何一節(jié)的椎弓根16中。然而，針對(duì)該目的不僅可以使用螺釘，而且可以使用其它類型的緊固件。這種緊固件包括但不限于螺栓，該螺栓在其外表面上具有脊部并且能被粘合到在椎骨Vl至V3的椎弓根16中鉆出的柱形孔中。連接器18包括頭部部件32、由鐘形部件20形成的座部件以及夾固螺釘36。頭部部件32包括安裝在椎弓根螺釘14的螺釘頭部30上的柱形部分38和在所示實(shí)施例中與柱形部分38 —體形成的突出部40。鐘形部件20具有構(gòu)造成接納桿1 或12b中的一個(gè)的凹部42。凹部42的上部具有與夾固螺釘36的外螺紋匹配的內(nèi)螺紋。通過將夾固螺釘36旋擰到凹部42中，可以將桿12a固定在凹部42中。當(dāng)然，也可使用其它類型的夾固機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)將參考圖3說明連接器18具有的各種自由度。當(dāng)然，這些自由度僅可在手術(shù)期間，即當(dāng)外科醫(yī)生已將椎弓根螺釘14植入椎弓根16并且此時(shí)必須連接椎弓根螺釘14與桿 12a、12b時(shí)獲得。一旦椎弓根螺釘14與桿12a、12b連接并且椎骨Vl至V3位于需要的位置，外科醫(yī)生便會(huì)固定脊柱固定系統(tǒng)10的所有可動(dòng)元件使得不再可以獲得任何自由度。然而，為了能夠在不需要重新調(diào)節(jié)椎弓根螺釘14或使桿12a、12b彎曲的情況下快速將椎弓根螺釘14與桿12a、12b連接，關(guān)鍵的是外科醫(yī)生能夠快速完成這些連接同時(shí)在需要時(shí)仍能夠布置椎骨Vl至V3。在所示的實(shí)施例中，連接器18能夠關(guān)于縱向軸線22被固定在不同的旋轉(zhuǎn)位置。這種圍繞縱向軸線22旋轉(zhuǎn)的能力提供了第一旋轉(zhuǎn)自由度。在連接器18的柱形部分38在這種旋轉(zhuǎn)期間保持相對(duì)于縱向軸線22定中心時(shí)，支承鐘形部件20的突出部40圍繞縱向軸線 22回轉(zhuǎn)，如圖3中通過柱體44所示。此外，鐘形部件20能夠關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線46被固定在不同的旋轉(zhuǎn)位置，旋轉(zhuǎn)軸線46 與縱向軸線22不重合。至少在旋轉(zhuǎn)軸線46平行于椎弓根螺釘14的縱向軸線22延伸的情況下，如圖3中所示，桿1 可以在鐘形部件20的這種旋轉(zhuǎn)期間在椎弓根螺釘14和連接器 18的頭部部分32上方回轉(zhuǎn)。換句話說，桿1 可以不受椎弓根螺釘14或連接器18的任何部分阻擋地旋轉(zhuǎn)360°。這種特性也可在圖2中看到，其中將桿12b與椎骨V2連接的連接器18處于桿12b在椎弓根螺釘14上方延伸的構(gòu)型。在所示的實(shí)施例中，提供了第三自由度，因?yàn)殓娦尾考?0可圍繞其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸線46未被固定，而是能在圖3中由48表示的傾斜角度的錐體內(nèi)被多軸向地調(diào)節(jié)。這樣，鐘形部件20不僅能旋轉(zhuǎn)，而且能沿各種方向傾斜。在此實(shí)施例中，錐體48具有平行于椎弓根螺釘14的縱向軸線22延伸但不與其重合的對(duì)稱軸線。如果鐘形部件20未在錐體48內(nèi)傾斜，則其旋轉(zhuǎn)軸線46因此與錐體48的對(duì)稱軸線重合并因此也平行于縱向軸線22延伸。在其它實(shí)施例中，錐體48的對(duì)稱軸線未平行于縱向軸線22延伸，而是與其形成一定角度，該角度明顯小于90°，優(yōu)選小于45°。這至少對(duì)人脊柱的某些椎骨——其中用于靠近椎弓根螺釘14引導(dǎo)桿12a、12b的空間不足——可以是有利的。在其它實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)軸線46的位置被永久固定并且完全不能進(jìn)行調(diào)節(jié)(即，錐角為零)。再參看圖3中所示的實(shí)施例，外科醫(yī)生通過組合前述三個(gè)自由度能夠容易地將鐘形部件20定位在需要的位置，使得鐘形部件20能接納桿12a。如果桿1 還將在高度方面、即沿椎弓根螺釘14的縱向軸線22被調(diào)節(jié)，則可以設(shè)想擰入或擰出椎弓根螺釘14使得其沿其縱向軸線22與連接器18 —起移動(dòng)。或者，連接器 18能以能夠?qū)崿F(xiàn)沿縱向軸線22進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式附接到椎弓根螺釘14上。這例如可以通過將連接器18的柱形部分38旋擰到椎弓根螺釘14的頭部30上并提供附加套管使得突出部 40能圍繞縱向軸線22旋轉(zhuǎn)而不影響連接器18與椎弓根螺釘14之間的連接來完成。圖4是椎弓根螺釘14的側(cè)視圖，其中連接器18安裝在椎弓根螺釘14的頂部上。 在該側(cè)視圖中，可以看到鐘形部件20中的凹部42由兩個(gè)臂50a、50b和連接臂50a、50b的基部52限定。桿1 止靠在該基部52上并因此限定桿1 沿縱向軸線22的位置。連接器18的柱形部分38的上端M與基部52的上端間隔開一距離d。因此，當(dāng)鐘形部件20圍繞縱向軸線46旋轉(zhuǎn)時(shí)，桿12a可以在椎弓根螺釘14和連接器18的柱形部分38上方回轉(zhuǎn)。 甚至在旋轉(zhuǎn)軸線46在錐體48內(nèi)以小的角度傾斜的情況下這也是可能的。圖fe是通過鐘形部件20和連接器18的突出部40的一部分的截面圖。在該截面圖中可以看到，鐘形部件20的中部具有階梯狀孔，其中上孔部分56具有較大的直徑，下孔部分58具有較小的直徑。上孔部分56的上半部設(shè)置有與夾固螺釘36的外螺紋59相匹配的內(nèi)螺紋57。夾固螺釘36在其上端設(shè)置有適于接納適當(dāng)?shù)穆萁z刀的末端的缺口 60。下孔部分58的底面62凹陷地彎曲，其曲率中心布置在鐘形部件20的對(duì)稱軸線64 上。鐘形部件20的下部具有凸起表面66并被接納在形成在突出部40中的互補(bǔ)的凹陷凹部68中。凸起表面66和凹陷凹部68具有與下孔部分58的底面62的曲率中心重合的曲率中心。突出部40還包括第一固定螺釘72被旋擰到其中的螺紋孔70。第一固定螺釘72的頭部74止靠在彎曲的墊圈76上，該墊圈76的曲率中心也與底面62的曲率中心重合。墊圈76具有中心孔口 78，第一固定螺釘72的螺栓延伸穿過該中心孔口 78。鐘形部件20的底面設(shè)置有底面開口 80，該底面開口 80在所示的實(shí)施例中具有錐形剖面形狀。墊圈76的外徑被確定為使得墊圈延伸超過底面開口 80的上部直徑，但仍明顯小于下孔部分58的直徑。如果第一固定螺釘72未被擰緊，則鐘形部件20可以圍繞其對(duì)稱軸線64旋轉(zhuǎn)。此外，鐘形部件20作為整體及因此還有與對(duì)稱軸線64重合的旋轉(zhuǎn)軸線46可以傾斜。這在圖恥中示出。這里可以看到，墊圈76已沿下孔部分58的底面62滑動(dòng)。最大傾斜角度，即錐體48的敞開角度由底面62的直徑與墊圈76的直徑之比決定。而且，在傾斜位置，只要第一固定螺釘72還沒有被擰緊，鐘形部件20就仍能圍繞其對(duì)稱軸線64旋轉(zhuǎn)。因此，這種設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)鐘形部件20相對(duì)于連接器18的突出部40的多軸向調(diào)節(jié)。 在鐘形部件20已大致處于接納桿1 所需的旋轉(zhuǎn)和傾斜位置之后，可從上方將桿1 插入凹部42。這通常導(dǎo)致鐘形部件20有另外的小移動(dòng)。然后，小心移除桿1 并擰緊第一固定螺釘72。在擰緊第一固定螺釘72之后，鐘形部件20相對(duì)于突出部40被固定并因此不能進(jìn)行任何運(yùn)動(dòng)。然后，再次插入桿1 并借助于夾固螺釘36將其固定。圖6a和6b是針對(duì)鐘形部件20的兩個(gè)不同位置示出連接器18和椎弓根螺釘14 的上部的透視圖。簡單起見，桿1 在圖6a和6b中未被示出。圖6b中所示的位置從圖6a 中所示的位置通過首先使椎弓根螺釘14上的連接器18圍繞縱向軸線22沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)數(shù)度獲得。此外，使鐘形部件20圍繞其對(duì)稱軸線64沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)一定角度。另外， 利用多軸向可調(diào)性使鐘形部件20朝椎弓根螺釘14的縱向軸線22傾斜。圖7是通過連接器18的柱形部分38和椎弓根螺釘14的螺釘頭部30的截面圖。 柱形部分38具有下孔81，該下孔81具有略大于椎弓根螺釘頭部30的直徑，使得下孔81能在螺釘頭部30上旋轉(zhuǎn)。螺釘頭部30在其頂部上具有六邊形凹座83并設(shè)置有用于接納第二固定螺釘86的下端的螺紋孔84。螺紋孔84通過穿過連接器18的柱形部分38的加寬的孔88延伸，然后再次加寬延伸到上孔部分90中。第二固定螺釘86延伸穿過柱形部分38 中的孔88，使得其頭部止靠在上孔部分90的底面上。如果第二固定螺釘86未被擰緊，則柱形部分38可以圍繞椎弓根螺釘14的縱向軸線22自由旋轉(zhuǎn)，如上文參考圖3所述的。如果連接器18相對(duì)于縱向軸線22位于需要的旋轉(zhuǎn)位置，則第二固定螺釘86被擰緊使得不再可能進(jìn)行進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。植入方法以下將描述可以如何植入脊柱固定系統(tǒng)10。在準(zhǔn)備好手術(shù)場地之后，將椎弓根螺釘14固定到待治療的椎骨VI、V2和V3上。 為此，借助于與設(shè)置在椎弓根螺釘14的螺釘頭部30中的六角形凹座82相匹配的六角扳手將椎弓根螺釘14旋擰在椎骨VI、V2和V3的椎弓根16中。然后，將連接器18安放在螺釘頭部30上，使得下孔81包封螺釘頭部30。然后，將第二固定螺釘86旋擰到孔84內(nèi)，但不牢牢擰緊。然后，調(diào)節(jié)連接器18的鐘形部件20，使得它們的凹部42至少大致沿一直線布置。為此，可使連接器18圍繞椎弓根螺釘14的縱向軸線22旋轉(zhuǎn)，多軸向地傾斜，和/或圍繞它們的對(duì)稱軸線64旋轉(zhuǎn)。然后，將桿12a、12b插入鐘形部件20的凹部42，這完成了鐘形部件20的最后調(diào)節(jié)。然后，移除桿12a、12b并擰緊第一固定螺釘72和第二固定螺釘86。然后，再次插入桿12a、12b并借助于夾固螺釘36將桿 12a、12b牢固地固定到鐘形部件20上。如果要固定超過兩節(jié)椎骨，則在手術(shù)期間也可使用脊柱固定系統(tǒng)10來重新定位椎骨。換句話說，不是相對(duì)于靜止的椎弓根螺釘14來調(diào)節(jié)桿12a、12b，而是相對(duì)于靜止的桿 12a、12b調(diào)節(jié)椎弓根螺釘14。將參考圖8中所示的流程圖來說明這一點(diǎn)。在這種情況下，在步驟Sl中，將椎弓根螺釘14固定到椎骨Vl至V3的椎弓根16 上。而且，在第二步驟S2中，如上所述利用連接器18將桿12a、12b與椎弓根螺釘14連接。 然而，隨后，在步驟S3中，借助于桿12a、12b剛性地固定并非全部而是至少兩節(jié)椎骨(不一定是相鄰的椎骨)。這意味著相應(yīng)連接器18的第一固定螺釘72和第二固定螺釘84全部被擰緊。然后，在步驟S4中，重新定位附接在還沒有被擰緊的連接器18上的那些椎弓根螺釘14，直到獲得想要的椎骨位置。直到這時(shí)，在步驟S5中，通過擰緊相應(yīng)連接器18的第一固定螺釘72和第二固定螺釘86而將桿12a、12b也剛性地固定到重新定位后的椎弓根螺釘 14上。然后，可以將一節(jié)或多節(jié)椎骨重新定位到已經(jīng)被固定到其它椎骨上的桿12a、12b 上。如果桿12a、12b在該重新定位過程之后應(yīng)保持就位，則可提供可以在不從凹部42移除桿12a、12b的情況下將鐘形部件20固定在其最終位置的其它夾固或固定裝置。替代實(shí)施例以下將參考圖9至12描述一些替代實(shí)施例。a)又一旋轉(zhuǎn)軸線圖9是根據(jù)另一實(shí)施例的連接器18的透視圖。連接器18與圖3至7中所示的連接器18基本上具有相同的結(jié)構(gòu)。然而，在此實(shí)施例中，頭部部件32的柱形部分38未與突出部40 —體形成。相反，頭部部件32包括也支承鐘形部件20但經(jīng)由接頭92與柱形部分 38連接的單獨(dú)的突出部分40'。接頭92構(gòu)造為使得突出部分40'能夠與鐘形部件20 — 起相對(duì)于柱形部分38圍繞又一旋轉(zhuǎn)軸線94旋轉(zhuǎn)。在此實(shí)施例中，該又一旋轉(zhuǎn)軸線94垂直于椎弓根螺釘14的縱向軸線22延伸。然而，也可設(shè)想不同于0°或180°的角度。該附加旋轉(zhuǎn)自由度進(jìn)一步增加了桿12a能被固定到椎弓根螺釘14上的位置范圍。 鐘形部件20的多軸向可調(diào)性尤其包括使鐘形部件20圍繞平行于又一旋轉(zhuǎn)軸線94延伸的傾斜軸線傾斜的能力。這樣的一對(duì)平行的旋轉(zhuǎn)軸線能用于調(diào)節(jié)被接納在鐘形部件20中的桿1 相對(duì)于椎弓根螺釘14的高度。例如，如果圖9中的突出部分40'朝觀察者旋轉(zhuǎn)并且鐘形部件20以相同角度向后傾斜，則桿1 將不會(huì)改變其定向，但將比以前定位得更低， 即，更靠近椎弓根螺釘14。為了將突出部分40'固定在某一旋轉(zhuǎn)位置，可以使用將頭部部件32的柱形部分 38固定到椎弓根螺釘14的頭部30 (參見圖7)上的第二固定螺釘86。例如，第二固定螺釘 86的頭部可以直接壓靠在接頭92的軸上，使得該軸不能再進(jìn)行任何旋轉(zhuǎn)。b)同時(shí)固定桿和鐘形部件圖10至12分別以類似于圖fe和恥的截面圖、部分剖視的透視圖和分解圖示出根據(jù)本發(fā)明的連接器18的另一實(shí)施例。連接器18構(gòu)造為使得鐘形部件20能夠在桿1 就位的情況下相對(duì)于頭部部件32的突出部40被固定。更具體地說，鐘形部件20并非借助于第一固定螺釘72而是使用夾固螺釘36來固定。這樣，夾固螺釘36同時(shí)將桿1 固定到鐘形部件20上并且將鐘形部件20 固定到頭部部件32的突出部40上。為此，此實(shí)施例的鐘形部件20具有構(gòu)造成接納上夾固塊100和下夾固塊102的柱形孔56，其中下夾固塊102的形狀在圖12的分解圖中能夠最清楚地看出。兩個(gè)夾固塊100、 102分別具有凹陷的柱形凹部104和106，其具有與桿1 大致相同的半徑。上夾固塊100 具有與柱形凹部104相對(duì)的抵接面108，當(dāng)夾固螺釘36被旋擰到鐘形部件20內(nèi)時(shí)夾固螺釘36止靠在該抵接面108上。下夾固塊102在其與柱形凹部106相對(duì)的一側(cè)上具有球形凹部110，該球形凹部110具有鋸齒狀或其它粗糙表面111。在此實(shí)施例中，第一固定螺釘72設(shè)置有球頭112，該球頭112具有與球形凹部110 大致相同的曲率半徑并且也設(shè)置有鋸齒狀或其它粗糙表面113。該表面113增加了球頭112 與球形凹部110之間的摩擦。為了將第一固定螺釘72擰緊在突出部40的螺紋孔70中，第一固定螺釘72的相對(duì)端設(shè)置有凹座114，可將適當(dāng)?shù)母腻F插入該凹座114中。只要夾固螺釘36沒有被擰緊到鐘形部件20的螺紋57內(nèi)，上夾固塊100就不會(huì)牢固地止靠在桿1 上。因而，下夾固塊102也未明顯承載，因此凹部110的表面111與球頭 112的表面113之間的摩擦足夠小，以多軸向地調(diào)節(jié)突出部40上的鐘形部件20。一旦已發(fā)現(xiàn)鐘形部件20在突出部40上位于最佳位置，就擰緊夾固螺釘36。上夾固塊100則向下迫壓桿12a，桿1 又向下迫壓球頭112上的下夾固塊102。球形凹部110 與球頭112之間的摩擦在這種情況下由于夾固螺釘36所施加的相當(dāng)大的負(fù)載而足夠大，使得不能再對(duì)鐘形部件20進(jìn)行任何調(diào)節(jié)。因此，夾固螺釘36所施加的壓力不僅將桿12a固定在鐘形部件20中，而且將鐘形部件20固定到頭部部件32的突出部40上。c)同時(shí)固定桿、鐘形部件和頭部部件圖13以類似于圖10的截面圖示出根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的連接器18。在此實(shí)施例中，擰緊夾固螺釘36不僅將桿1 固定在鐘形部件20中并且同時(shí)將鐘形部件20固定到頭部部件32的突出部40上，而且將整個(gè)頭部部件32固定到椎弓根螺釘14的頭部30上。為此，由銷116代替第一固定螺釘72，該銷116在一側(cè)上支承與圖10中所示相同的球頭112。銷116在其相對(duì)側(cè)上設(shè)置有傾斜的抵接面118。銷116的中間區(qū)段設(shè)置有周向脊部120。脊部120與插入延伸到突出部40中的孔124中的單向離合器122互相作用。 這樣，銷116能被插入孔124中，但在不借助于插入進(jìn)入通道125的適當(dāng)工具打開單向離合器122的情況下不能從孔IM被移除。銷116與垂直于第一銷116布置的第二銷126互相作用。而且，第二銷1 被接納在設(shè)置在突出部40中的孔128中。第二銷1 在一端設(shè)置有傾斜的抵接面130，并且在另一端設(shè)置有鋸齒狀或其它粗糙的凹陷摩擦面132。如果夾固螺釘36被擰緊，則第一銷116被迫壓通過孔IM直到其傾斜的抵接面 118止靠在第二銷126的傾斜的抵接面130上。在進(jìn)一步擰緊緊固螺釘36后，第一銷116 將向側(cè)面驅(qū)動(dòng)第二銷126，使得第二銷126的摩擦面132壓靠在椎弓根螺釘14的柱形頭部 30上。這樣，該夾固機(jī)構(gòu)確保了，通過擰緊夾固螺釘36不僅將桿12a固定在上夾固塊100 與下夾固塊102之間，而且相對(duì)于連接器18的頭部部件32固定鐘形部件20。此外，夾固機(jī)構(gòu)經(jīng)由通過兩個(gè)銷116、126提供的杠桿作用確保了夾固螺釘36所施加的力被引向壓靠在椎弓根螺釘14的頭部30上的摩擦面132，從而使頭部部件32不能再圍繞椎弓根螺釘14 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種脊柱固定系統(tǒng)(10)，包括:a)構(gòu)造成在所述脊柱的一部分上方延伸的桿(1 ，12b)，b)多個(gè)緊固件(14)，其中每個(gè)緊固件均具有縱向軸線02)并構(gòu)造成被固定到待治療的椎骨(VI，V2，V3)上，c)多個(gè)連接器(18)，其中每個(gè)連接器-與所述緊固件(14)之一連接或者能夠與所述緊固件(14)之一連接，-具有用于接納和固定所述桿(12a，12b)的座部件(20)，其中所述座部件Q0)能夠相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線G6)被固定在不同旋轉(zhuǎn)位置，所述旋轉(zhuǎn)軸線G6)平行于與相應(yīng)連接器(18) 連接的所述緊固件(14)的所述縱向軸線0 延伸，但不與其重合，或者能夠定位成平行于與相應(yīng)連接器(18)連接的所述緊固件(14)的所述縱向軸線02)延伸，但不與其重合，-構(gòu)造成使得所述桿(12a，12b)當(dāng)被接納在所述座部件OO)中時(shí)能夠在所述座部件 (20)圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線G6)旋轉(zhuǎn)時(shí)在所述緊固件(14)上方回轉(zhuǎn)，并且-包括頭部部件(32)，所述頭部部件(3 與所述緊固件(14)之一連接或者能夠與所述緊固件(14)之一連接，所述頭部部件支承所述座部件OO)以便在所述座部件OO)的位置被固定之前至少實(shí)現(xiàn)所述座部件OO)相對(duì)于所述頭部部件(3 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中所述頭部部件(3 能夠在相對(duì)于與相應(yīng)連接器(18)連接的所述緊固件(14)的所述縱向軸線 (22)的不同旋轉(zhuǎn)位置被固定到此緊固件(14)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)緊固件(14)均構(gòu)造成被固定到待治療的椎骨(V1，V2，V3)的椎弓根(16)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述緊固件(14)是螺釘。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸線G6)能夠被固定到至少在具有傾斜角度的錐體G8)內(nèi)的不同傾斜位置，以便能夠多軸向地調(diào)節(jié)所述座部件(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述錐體08)具有對(duì)稱軸線，所述對(duì)稱軸線平行于與相應(yīng)連接器(18)連接的所述緊固件(14)的所述縱向軸線02)延伸，但不與其重合。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)連接器(18)均構(gòu)造成在相應(yīng)緊固件(14)已被固定到待治療的椎骨(V1，V2，V3)之后與所述緊固件連接。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述座部件OO)在其截面中具有用于接納所述桿(12a，12b)的U形凹部02)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述凹部02)構(gòu)造成使得所述桿(12a， 12b)的最下部在被接納在所述凹部G2)中時(shí)沿平行于所述縱向軸線02)的方向布置成高于所述頭部部件(3 的最高部分(54)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連接器包括用于將所述桿(12a，12b)固定到所述座部件02)上的夾固機(jī)構(gòu)(36)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述夾固機(jī)構(gòu)(36，100，102，110，111， 112，113)構(gòu)造成使得用戶對(duì)所述夾固機(jī)構(gòu)的操作將所述桿(12a)固定到所述座部件QO) 上并同時(shí)將所述座部件OO)固定到所述頭部部件(3 上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述夾固機(jī)構(gòu)(36，100，102，110，111，.112，113，116，118，120，122，126，128)構(gòu)造成使得用戶對(duì)所述夾固機(jī)構(gòu)的操作將所述桿 (12a)固定到所述座部件00)上并同時(shí)將所述座部件00)固定到所述頭部部件(3 上， 并且還將所述頭部部件(3 固定到所述緊固件(14)上。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頭部部件(3 包括被固定到所述緊固件(14)上或者能夠被固定到所述緊固件(14)上的第一頭部部分(38)和支承所述座部件OO)的第二頭部部分GO')，其中所述第二頭部部分GO')能夠在相對(duì)于又一旋轉(zhuǎn)軸線(94)的不同旋轉(zhuǎn)位置被固定到所述第一頭部部分(38)上，所述又一旋轉(zhuǎn)軸線(94)布置成與所述緊固件(14)的所述縱向軸線02)不平行。
13.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述又一旋轉(zhuǎn)軸線(94)布置成垂直于所述緊固件(14)的所述縱向軸線02)。
14.一種植入脊柱固定系統(tǒng)的方法，包括以下步驟a)將緊固件(14)固定到至少三節(jié)不同的待治療的椎骨(VI，V2，V3)上；b)使用連接器(18)將桿(12a，12b)與所述緊固件(14)連接，所述連接器(18)能夠在所述桿被剛性地固定到所述緊固件(14)上之前實(shí)現(xiàn)所述緊固件(14)與所述桿(12a，12b) 之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；c)將所述桿(12a，12b)剛性地固定到被固定在所述至少三節(jié)椎骨(V1，V2，V3)中的兩節(jié)中的所述緊固件(14)上；d)重新定位還未被剛性地固定到所述桿(12a，12b)上的所述緊固件(14)中的至少一個(gè)，從而使所述緊固件(14)相對(duì)于所述桿移動(dòng)；e)將所述桿(12a，12b)剛性地固定到重新定位后的緊固件(14)上。
全文摘要
一種脊柱固定系統(tǒng)(10)包括構(gòu)造成在一部分脊柱上方延伸的桿(12a，12b)、多個(gè)緊固件(14)和多個(gè)連接器(18)。每個(gè)緊固件都具有縱向軸線(22)并構(gòu)造成被固定到待治療的椎骨(V1，V2，V3)上。每個(gè)連接器(18)都與緊固件(14)之一連接或者能夠與其連接，并具有用于接納和固定桿(12a，12b)的座部件(20)。該座部件(20)能夠關(guān)于一旋轉(zhuǎn)軸線(46)被固定在不同旋轉(zhuǎn)位置，該旋轉(zhuǎn)軸線平行于與相應(yīng)連接器(18)連接的緊固件(14)的縱向軸線(22)延伸，但不與其重合，或者能夠被定位成使得該旋轉(zhuǎn)軸線平行于該縱向軸線(22)延伸，但不與其重合。
文檔編號(hào)A61B17/70GK102596066SQ201080022875
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者F·科弗 申請(qǐng)人:思邦科技脊柱智慧集團(tuán)股份公司