保护套筒保持设备制作方法

肖恩·鲍威尔

2012年9月12日

2010年10月6日

2009年10月15日

新特斯有限责任公司

A61B17/17GK102665576SQ201080046552

套筒 设备 保护 保持

1.一种用于将植入物插入骨头中的系统，包括 限定开放的中心区域的基座，该中心区域的大小适于接收包括待由植入物插入的目标骨头的病人骨骼的一部分； 与所述基座连接并在第一方向上远离所述基座延伸的第一臂，所述第一臂的远端被配置为可拆装地安装植入物的近端，使得所述基座相对于所述植入物处于期望方位，所述植入物在与所述第一方向相反的第二方向上沿着期望轴线延伸穿过所述基座的中心区域； 与所述轴线侧向间隔的第二臂，使得所述第二臂实质平行于所述轴线而远离所述基座延伸，与连接到第一臂的植入物的目标结构对齐，所述第二臂包括第一瞄准孔，穿过该第一瞄准孔可到达所述目标结构；及 第一保护套筒，其尺寸适于插入穿过所述第一瞄准孔穿过与连接到所述第一臂的植入物的目标结构邻近的软组织的相干部分，所述第一保护套筒和所述第一瞄准孔之一被配置为使得当所述第一保护套筒旋转到相对于所述第一瞄准孔的第一方位时，所述第一保护套筒被原位摩擦锁定在所述第一瞄准孔内，以及当将所述第一保护套筒从所述第一方位旋转到第二方位时，所述第一保护套筒在所述第一瞄准孔内可自由活动2.根据权利要求I所述的系统，其中，所述第一瞄准孔包括延伸到该第一瞄准孔中的第一弹簧元件，并且所述第一保护套筒包括第一直径减小部分，该第一直径减小部分当被旋转至面向所述第一弹簧元件时将所述第一保护套筒置于相对于所述第一瞄准孔的第二方位，并且，旋转所述第一保护套筒使得其第二直径增大部分与所述第一弹簧元件接合而限定所述第一方位，从而所述第一弹簧元件在所述第一瞄准孔内锁定所述第一保护套筒的直径增大部分3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一保护套筒的第一部分和第二部分围绕所述第一保护套筒的周缘而彼此间隔4.根据权利要求I所述的系统，其中，所述第一保护套筒包括第一部分，该第一部分包括的表面特征增强了与所述第一瞄准孔的内壁的摩擦接合，该增强是相比与所述第一保护套筒的第二部分的摩擦接合而言，该第二部分包括的表面适于使得与所述第一瞄准孔的内壁的摩擦接合最小化5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述第一保护套筒的第一部分和第二部分围绕所述第一保护套筒的周缘而彼此间隔6.根据权利要求I所述的系统，其中，所述基座是实质C形，所述第一臂安装在该基座的中心部且所述第二臂安装在该基座的端部7.根据权利要求I所述的系统，进一步包括第三臂，该第三臂在所述基座的开放中心区域的、与所述第二臂相对的一侧，与所述轴线侧向间隔，该第三臂被定为成实质平行于所述轴线而远离所述基座延伸，与连接到所述第一臂的植入物的目标结构对齐，所述第三臂包括第二瞄准孔，穿过该第二瞄准孔可到达所述目标结构8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第二孔是结合孔9.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一弹簧元件永久附于所述第一臂10.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一弹簧元件可拆装地附于所述第一臂11.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一弹簧元件是板簧、卷簧、碟形垫圈、可压缩气缸、波形弹簧及波形垫圈中的一个12.根据权利要求7所述的系统，进一步包括位于第二臂和第三臂之间的第四臂，所述第四臂实质平行于所述轴线延伸，与植入物的目标结构对齐，并包括第三瞄准孔，穿过该第三瞄准孔可到达所述目标结构，所述第三瞄准孔包括实质圆形的横截面13.根据权利要求12所述的系统，进一步包括第二保护套筒，其尺寸适于插入穿过选定的所述第二瞄准孔和第三瞄准孔之一穿过与连接到第一臂的所述植入物的第二目标结构邻近的软组织的相干部分，所述第二保护套筒以及选定的所述第二和第三瞄准孔之一中的一个被配置成使得当所述第二保护套筒旋转至相对于选定瞄准孔的第三方位时，所述第二保护套筒被原位摩擦锁定在选定瞄准孔内，以及，当从该第三方位旋转至第四方位时，所述第二保护套筒在选定瞄准孔内可自由活动14.一种用于处理骨头的装置，包括 限定开放的中心区域的基座，所述中心区域的大小适于接收包括待由植入物插入的目标骨头的病人骨骼的一部分； 与所述基座连接并在第一方向上远离该基座延伸的第一臂，所述第一臂的远端被配置为临时安装植入物的近端，使得所述植入物在与所述第一方向相反的第二方向上沿着期望轴线延伸，以穿过所述基座的中心区域； 与所述轴线侧向间隔的第二臂，使得所述第二臂实质平行于所述轴线地远离所述基座延伸，与连接到所述第一臂的植入物的目标结构对齐，所述第二臂包括第一瞄准孔，穿过该第一瞄准孔可到达所述目标结构；所述第一瞄准孔的尺寸及方位适于在其中接收保护套筒，该保护套筒的尺寸适于插入穿过所述第一瞄准孔到达与第一臂连接的植入物的目标结构邻近的软组织的相干部分，所述第一瞄准孔被配置成使得当所述保护套筒在所述第一瞄准孔中旋转到第一方位时，所述保护套筒在原位被摩擦锁定在第一瞄准孔内，以及使得，当所述保护套筒从所述第一方位旋转到第二方位时，所述保护套筒在所述第一瞄准孔内可自由活动15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述第一瞄准孔包括在其中径向延伸至选定距离的第一弹簧元件，使得从所述第一瞄准孔的中心到所述第一弹簧元件的距离大于待穿过该第一瞄准孔中插入的保护套筒的直径减小部分的直径，该距离小于所述保护套筒的直径增大部分的直径，使得当所述保护套筒插入到所诉第一瞄准孔中且其方位使得所述直径减小部分面向所述第一弹簧元件时，所述保护套筒可自由穿过所述第一瞄准孔滑动，并且当插入到所述第一瞄准孔中且其方位使得所述直径增大部分面向所述第一弹簧元件时，所述第一弹簧元件偏离未压紧配置，从而在所述第一瞄准孔内锁定所述保护套筒16.一种用于在骨头中固定植入物的方法，包括 将植入物的近端连接至包括基座的瞄准设备的第一臂，使得在所述基座的开放中心区域内接收将要在内部固定所述植入物的病人骨骼的一部分，其中所述瞄准设备相对于植入物处于目标方位，其中，所述瞄准设备包括与轴线横向间隔的第二臂，使得当所述瞄准设备处于目标方位时，所述第二臂实质平行于所述轴线远离基座延伸，与连接至第一臂的植入物的第一目标结构对齐； 通过第二臂中的第一瞄准孔插入处于第一瞄准孔内的第一旋转方位的第一保护套筒穿过与骨头邻近的一部分软组织，从而与植入物的第一目标结构接合；及 在已接合第一目标结构后，旋转所述第一保护套筒至第二方位，在该第二方位，所述第一保护套筒与所述第一瞄准孔接合，以将所述第一保护套筒锁定在第一瞄准孔内的期望位置17.根据权利要求16所述的方法，其中，将所述第一保护套筒在第一和第二方位之间旋转近似90度18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括步骤通过所述第一保护套筒插入医疗工具，以在骨中以期望角度钻出孔，使得该孔对所述植入物的第一目标结构开放19.根据权利要求16所述的方法，进一步包括步骤通过所述瞄准设备的第三臂中的第二瞄准孔以该第二孔内的第三旋转方位插入第二保护套筒穿过软组织，从而与植入物的第二目标结构接合，并且在接合所述第二目标结构之后，旋转所述第二保护套筒至第四方 位，在该第四方位，所述第二保护套筒与所述第二瞄准孔接合，以将所述第二保护套筒锁定在所述第二瞄准孔内的期望位置

本发明涉及骨固定领域，更特别地，涉及用于将骨固定元件引至骨头的目标部位井随后将该骨固定元件与骨头锁定的瞄准臂

本发明涉及用于在活体中固定骨头的系统和方法具体地，本发明涉及被配置用于经由延伸穿过瞄准臂的孔而无摩擦地插入的示例性保护套筒在将保护套筒相对于由瞄准臂定位的植入物(例如，髓内钉)而插入目标位置之后，旋转该保护套筒以增加在其外壁与穿过瞄准臂的孔之间的摩擦接合具体地，保护套筒基本上是圆筒状，除了沿其纵向长度的一部分延伸的、沿直径对置的两个削平的壁之外，使得在削平的壁之间延伸的保护套筒的宽度小于其边远部分的直径穿过瞄准臂形成的孔包括板簧(片簧)壁，板簧壁在向其施加足够的カ后沿径向可扩展在第一位置，板簧壁呈现与保护套筒的横截面形状实质类似的横截面形状，板簧之间的长度与在削平的壁之间延伸的保护套筒部分的宽度实质相等或更大在保护套筒绕其纵轴线旋转后，该保护套筒的直径增大部分变为与板簧接合，由此对其施加径向向外的カ而径向扩张板簧壁在板簧壁和保护套筒的直径増大的外壁之间的摩擦接合则有助于保持保护套筒相对于瞄准臂的期望位置因此，本发明的示例性实施例允许医生或其他用户根据需要将保护套筒与瞄准臂旋转锁定或解锁，以完成目标骨头固定程序如在该申请中所使用的那样，术语“近端”指代接近系统的、远离用于插入骨植入物的目标骨孔的一端的方向，而术语“远端”指代接近目标骨孔或位于目标骨孔内的方向在可实施的配置中，根据本发明的示例性保护套筒的远端被插入到骨孔中并插入到骨头内的目标位置图I示出了根据本发明的第一示例性系统100该系统100包括瞄准臂102、保护套筒104和髓内钉106，该髓内钉106用于按照示例性骨固定程序插入骨头(未示出)中瞄准臂102包括半圆形元件108，该半圆形元件108包括从其向远端延伸的第一臂110、第ニ臂111、第三臂112、第四臂113和第五臂114第一臂110、第二臂111、第三臂112、第四臂113和第五臂114中的每ー个沿着半圆形元件108彼此分离，位于半圆形元件108的末端的第一臂110和第五臂114实质上沿直径彼此対置在示例性实施例中，瞄准臂102由射线可透过的材料(例如，碳纤维、塑料或铝)制成第一臂110、第二臂111、第三臂112、第四臂113和第五臂114垂直于包括半圆形元件108的平面延伸并且彼此实质平行第一臂110和第五臂114中的每ー个还包括结合孔116及邻近该结合孔116设置的圆形孔118，结合孔116形成为彼此重叠设置的两个实质圆形的孔，如本领域技术人员可理解的那样，这两个圆形孔朝向彼此槽120从对应的第一臂110和第五臂114之一的侧壁117延伸至各个结合孔116中，且实质垂直于孔116、118的轴线而延伸穿过结合孔116槽120的宽度小于组成结合孔116和圆形孔118的圆形孔的直径，并且在相应的第一臂110和第五臂114之一的长度上，槽120的长度足以在相同方向上与结合孔116和圆形孔118的整个长度相交第二臂111、第三臂112和第四臂113各自仅包括单个孔119及各自的槽119’，用于接收从其穿过的保护套筒104，下面将更详细描述容纳在每个槽120中的弹簧元件122包括第一弹簧部件124和第二弹簧部件126弹簧元件122由充分可延展的材料制成第一弹簧部件124和第二弹簧部件126并非彼此连接，并且在例如单个孔119代替接合孔116使用时可任选地单独使用具体地，第二臂111、第三臂112和第四臂113可包括位于单个孔119内的弹簧元件122，该弹簧元件122被配置用于给穿插其中的任何保护套筒104施加径向压缩力通过形成永久连接和可拆除 连接之一的ー个或多个销123，弹簧元件122被保持在槽内在示例性实施例中，弹簧元件可由302不锈钢、316不锈钢、17-7PH、镍钛合金或者耐蚀游丝合金(Elgiloy )制成第一弹簧部件124包括平面元件128，该平面元件具有延伸到接合孔116的第一圆形部分内的第一和第二板簧130，如在图2-3的局部截面图中所示在板簧130偏置所处的位置，板簧130之间的空间宽度小于保护套筒104的未削平部分的直径、但大于其削平部分的宽度，如下面将更详细描述的那样类似地，第二弹簧部件126形成有平面元件132，其具有在第一方向上从其延伸至结合孔116中的第一组板簧134及在与第一方向相反的第二方向上延伸至圆形孔118中的第二组板簧136第一组板簧134和第二组板簧136各自的尺寸与板簧130的尺寸实质相等，每对板簧之间形成的空间小于保护套筒104的未削平部分的直径但大于其削平部分的宽度保护套筒104包括长条形轴138，其从保护套筒104近端的、具有外部圆齿形状(如本领域技术人员理解的那样)的、直径増大的头部142延伸到具有厚度减小部分146的远端144该厚度减小部分在形状上呈实质圆筒形并且相比轴138包括更小的直径，如在图6中更详细示出轴138的外表面包括多个大致为圆筒形的部分以及多个削平部分，所述削平部分包括削平的侧面，所述削平的侧面基本彼此平行地、且与套筒104的纵轴线基本平行地延伸具体地，该实施例中的保护套筒104包括在轴138的沿直径对置的侧面上形成的两个平坦表面140，每个平坦表面140在该轴的预定长度上延伸，如图I中所示保护套筒104的远端144形成有实质圆形的横截面，该横截面的直径小于轴138的直径，以助于将保护套筒104插入到髓内钉106的孔148中通道149延伸穿过保护套筒104，并在保护套筒的近端和远端开ロ，该通道149具有实质圆形的横截面且其尺寸使得允许从中插入医疗器械或植入物 瞄准臂102进ー步包括插入手柄150，其包括基本上平行于臂110-114的方向且但该方向相反地远离半圆形元件108而延伸的第一端插入手柄150与接头152螺纹连接，并通过调节钮153固定在该接头中以锁定其位置并防止插入手柄150相对于半圆形元件108有任何移动插入手柄150从接头152沿着弯曲路径延伸至第二端156，该第二端156朝向半圆形元件108的平面折回且用于接合髓内钉106的近端158，使得该髓内钉106当与该第二端附连时延伸穿过半圆形元件108的平面，该髓内钉106的孔148与第一臂110和第四臂114的结合孔116及单孔118对齐或者与第二臂111、第三臂112和第四臂113的单孔118对齐因此，瞄准臂102及插入手柄150将髓内钉106在插入期间保持在期望位置以促进植入，如本领域技术人员应理解的那样根据本发明的示例性方法，使用钻头(未示出)钻出通向骨头(未示出)的髓管的第一孔，以便髓内钉106可插入其中然后将髓内钉106在其插入骨头中之前安装到插入手柄150的第二端156然后用户根据骨头的骨折位置或者待解决的病理性骨折以及根据髓内钉106的几何结构确定所述臂110-114中的哪ー个会接收保护套筒104在提供的示例中，选择第一臂110来接收保护套筒104因此，插入手柄150和髓内钉106的朝向使得当髓内钉106插入第一孔(未示出)中的期望位置吋，穿过保护套筒104及穿过第一臂110的结合孔116或圆形孔118而插入的钻头与延伸穿过髓内钉106的孔148对齐如图I及图5中所示，髓内钉106包括 以多个角度延伸穿过该髓内钉的多个附加的孔148’，每个孔148’与髓内钉106的纵轴线实质垂直因此，系统100的用户可选择多于一个的臂110-114来接收保护套筒104从中穿过因此，髓内钉106可接收任何多个保护套筒104而不偏离本发明的范围在平坦表面140与板簧130平齐使得保护套筒104以最小阻カ滑动经过板簧的第一配置中，髓内钉106然后插入骨头中并且保护套筒104插入结合孔116中一旦保护套筒104在孔148中插入到目标深度后，使保护套筒104旋转近似90度，使得轴138的、相对于平坦表面140具有更大直径的部分与板簧130接触，使板簧130克服弹簧偏心而径向向外偏转，并使板簧130与轴138的实质圆筒形部分摩擦接合，将保护套筒104锁定在期望位置一旦已将保护套筒104锁定在该期望位置，则钻头、螺丝钉及其它工具或植入物可通过通道149插入孔148中，以钻出与第一孔成角度的横向的第二孔(未示出)本领域技术人员应理解，当髓内钉106位于骨头内的期望位置时，在选定的与孔148对齐之处，第二孔延伸穿过骨头的侧向皮层在以上讨论的实施例中，将保护套筒104制成为具有实质圆形的横截面，在其对置的壁上形成有两个平坦表面140在本发明的第一可替选实施例中，可将轴138制成为具有任何横截面形状，包括但不限于正方形、六边形、八边形或者其它多边形，只要套筒104相对于板簧130的横截面几何形状使得在第一方位上，将直径减小或宽带减小的方面呈现给板簧130 ;而在第二方位上，将直径或宽度増大的部分呈现给板簧130，使得板簧130径向向外偏转并增加保护套筒104相对于该套筒104所穿过的所述臂110-114之一的运动阻カ即可保护套筒104可进ー步包括任何类型的凹进部，且并不限于平坦表面140具体地，凹进部可以是凹入、凸起、螺旋状或任何其它形状，其中，凹进部的外径小于轴138的外径此外，保护套筒104可包括沿其外壁形成的一个或任何多个凹进部在另ー个实施例中，凹进部可由具有以下特点的特征来代替与轴138具有相同外径，但包括与轴138不同的材料如尼龙或特氟隆，或者可包括可交替的表面加工(例如，滚花、开槽或缧纹化)，选择该表面加工的特性以使该外表面部分与板簧130的摩擦接合相对于轴138的其它外表面部分的表面加工的摩擦接合减小或增强在本发明的另ー实施例中，瞄准臂102可包括一个或多个板簧130此外，板簧130可由卷簧、薄的柔性机械元件(例如，碟形垫圏)、波形弹簧、可压缩气缸、波形垫圈或弾性材料(例如，橡胶、塑料)部分来代替板簧130可与臂110-114是固有一起的，或者，在可替选的实施例中，可使用単独的元件增强与板簧130的接触平面元件128可以是通过使用销或本领域已知的其它机械附连机构而永久性地附着至槽120，或者在可替选的实施例中，可以根据需要而与其可分离图7-11示出了根据本发明的另ー示例性实施例的系统200该系统200形成为与系统100实质类似，其类似元件以类似附图标记标注系统200包括与系统100的相应元件实质类似地形成的瞄准臂202、保护套筒204及髓内钉206瞄准臂202的半圆形元件208包括从其向远端延伸并彼此分离的第一臂210、第二臂212和第三臂214在示例性实施例中，第一臂210、第二臂212和第三臂214实质垂直于含有瞄准臂202的平面而延伸，并且彼此实质平行与系统100类似，第一臂210、第二臂212和第三臂214各自包括穿过臂而横向延伸的结合孔216以及与其相邻的圆形孔218与系统100中公开的槽120不同，系统200包括延伸穿过其侧壁217的实质椭圆形的横向孔219及横向圆形孔220横向孔219,220中的每ー个分别具有与结合孔216和圆形孔218的长度相对应的长度在示例性实施例中，配置横向椭圆孔219及横向圆形孔220并将其尺寸设计为使得穿过横向椭圆孔219及横向圆形孔220插入的弹簧元件222、224、226分别伸入结合孔216和圆形孔218的至少一部分中，下文中将要详细描述根据示例性实施例的示例性弹簧元件222、224、226被配置为实质平坦的元件，其由与系统100的弹簧元件122的材料实质类似的材料制成每个弹簧元件222、224、226与其它元件分离，并被配置用于单独永久地插入横向孔219、220之一中通过摩擦配合(例如，在加工过程中)，弹簧元件222、224、226被原位保持在相应的横向孔219、220之一内每个弹簧元件222、224、226包括第一部分228和第二部分230，配置第二部分230并将其尺寸设计为在对其施加压カ(例如，通过旋转保护套筒204而施加)后，远离结合孔216或圆形孔218的中心而侧向偏转，如关于系统100更加详细描述的那样将每个弹簧元件222、224、226定位成部分地伸入结合孔216和圆形孔218中，伸入的长度与保护套筒中形成的切ロ(形成削平部分140)的深度实质相当，也如之前更详细描述的那样这种配置允许弹簧元件在保护套筒204插入图8所示配置中的结合孔216中时保持基本未受阻碍在将保护套筒204旋转至图9中所示位置后，向弹簧元件222施加径向外扩力，使得第二部分230径向向外偏转如在图8和图9中所示，第一臂210、第二臂212和第三臂214中的每ー个还包括附加锁定孔232、234、236，它们分别邻近所述臂的相应末端211、213、215附加锁定孔232、234、236可用于将内外螺纹管接头(未示出)附连到系统100末端211、213、215还包括阶梯部238，其厚度相对于臂210、212、214的近端部减小，以允许附连到内外螺纹管接头(未示出)系统200的示例性实施例无需在第一臂210、第二臂212和第三臂214之间布置附加臂，反而以第一套筒孔240和第二套筒孔242来代替这些附加臂具体地，第一套筒孔240设置在瞄准臂202的、与第一臂210和第二臂212基本等距的部分上瞄准臂202的部分圆形外扩部244从瞄准臂202向远端伸出并沿着具有适于套筒孔240的尺寸的曲率半径的曲线而伸出，如本领域技术人员可理解的那样在示例性实施例中，选择外扩部244及套筒孔242的位置，使得穿过套筒孔242插入的钻头套筒与延伸穿过髓内钉206的开ロ对齐因此应注意，可改变外扩部244的尺寸以适应预定程序的需要类似地，可将位于第二臂212和第三臂214之间的套筒孔242沿着瞄准臂而定位在其它位置，以符合与其一起使用的髓内钉206的要求在所示实施例中，瞄准臂202的、设有套筒孔242的部分与设有瞄 准臂202的平面在纵向上偏移此处指出，瞄准臂202可形成有任何几何结构，以允许穿过瞄准臂插入的钻头套筒204与髓内钉206的目标部分交叉，这不会背离本发明的精神和范围