用于调整紧固件的无创装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种或多种无创调整紧固件张紧度的方法与/或系统，其具有加长轴，加长轴具有其中定义的槽。所述轴有一个与第二末端相反相对的第一末端。相关一根棒或多根棒穿过每个末端。选择性可调紧固件有多个置于紧固件头部的磁铁。产生磁场的外部驱动装置用于通过紧固件头部中的磁铁从外部转动紧固件，而不需要进行手术。紧固件可以在轴中进出，与棒接触，从而调整紧度。
【专利说明】用于调整紧固件的无创装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年12月12日提交的序列号为61/569，453的美国临时申请的优先权，本申请还要求于2012年I月11日提交的序列号为61/585，450的美国临时申请的优先权。美国临时申请61/569，453和61/585，450中公开的所有主题均通过引用全文并入
本申请。
【背景技术】 [0003]在儿童骨骼发育成熟前，早发性脊柱侧凸(EOS)会影响儿童的健康。如果不进行治疗，早发性脊柱侧凸早期会造成脊柱畸形，反过来影响儿童其它方面的健康，如肺部功能。例如，如果在发育过程中脊柱继续变形的话，肺部可以利用的空间无法跟上儿童呼吸的需要。因此，早期治疗这种症状对儿童未来的健康和幸福是非常重要的。一般说来，例如，生长棒是通过手术与患者的脊柱接合，并且定期进行调整(如加长)，对畸形和紧度进行校正，刺激脊柱的生长，帮助治疗脊柱侧凸。但是，定期调整(如一般每隔六个月)需要通过手术来操作植入的生长棒。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种简化形式的概念选择，这种选择将在下面的详细说明中进一步说明。本
【发明内容】
并不旨在明确所述主题的关键因素或基本特点，也并不旨在用于限制所述主题的范围。
[0005]本发明提供一种可用于治疗脊柱侧凸的无创脊柱张紧装置。例如，一种加长棒固定器，具有第一末端，所述第一末端与第二末端相对，其中一个或多个相关棒穿过所述固定器的两端。一个或多个磁力选择性可调紧固件，如固定螺钉可用于将所述棒固定在棒固定器内。在一个实施例中，一个外部装置产生要求的磁场，使紧固件松开与/或紧固，从而不需要手术即可对棒进行调整。
[0006]在一个实施例中，无创张紧装置包括一个棒固定器，所述棒固定器包括第一末端和第二末端，其中所述棒固定器可配置用于固定至少第一棒。所述无创张紧装置可进一步包括位于所述棒固定器第一末端的第一紧固件。所述第一紧固件可与第一磁铁操作耦合，第一磁铁配置用于在第一紧固件受到磁场作用时向其施加扭矩。此外，第一紧固件可配置用于将第一棒相对所述棒固定器固定。
[0007]为了实施前述及相关末端，下述说明和附图提出了一些说明性的各方面和实施例。这些说明和附图是指示性的，它们只是各种方式中的其中几个方式，其中可以采用一个或多个方面。根据下面的详细说明，并结合附图，本发明公开的其它方面、优点和新特点是显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]本发明在某些部件和部件布置中采用实体形式，优选的实施例将在本说明书中进行详细说明，并在构成本发明一部分的附图中示出，其中:
[0009]图1是一个生长棒装置实施例的透视图；
[0010]图2是另一个生长棒装置实施例的透视图；
[0011]图3是说明本发明所述一个或多个系统示例性生长棒的一个或多个部分透视图的元件图；
[0012]图4是说明本发明所述一个或多个系统一个或多个部分透视图的元件图；
[0013]图5是本发明所述一个或多个系统一个或多个部分实施例透视图的元件图；
[0014]图6是本发明所述一个或多个系统一个或多个部分实施例分解图的元件图；
[0015]图7是本发明所述一个或多个系统一个或多个部分实施例分解图的元件图；
[0016]图8A、8B、8C和8D是元件图，说明了本发明所述一个或多个系统一个或多个部分实施例的各种视图；
[0017]图9A、9B、9C和9D是元件图，说明了本发明所述一个或多个系统一个或多个部分实施例的各种视图；
[0018]图10A、10BU0 C和IOD是元件图，说明了本发明所述一个或多个系统一个或多个部分实施例的各种视图；
[0019]图1lA和IlB是元件图，说明了本发明所述一个或多个系统一个或多个部分实施例的各种视图；
[0020]图12A、12B和12C是元件图，说明了本发明所述一个或多个系统一个或多个部分实施例的各种视图；
[0021]图13A、13B和13C是元件图，说明了本发明所述一个或多个系统一个或多个部分实施例的各种视图；
[0022]图14是本发明所述一个或多个系统一个或多个部分实施例透视图的元件图；
[0023]图15是本发明所述一个或多个系统一个或多个部分实施例透视图的元件图；
[0024]图16A、16B和16C是兀件图，说明了本发明所述一个或多个系统一个或多个部分实施例的各种视图；
[0025]图17是本发明所述一个或多个系统一个或多个部分的实施例；
[0026]图18是图17的剖视图；
[0027]图19是图18 —部分的放大图；
[0028]图20是本发明所述一个或多个系统一个或多个部分的实施例。
【具体实施方式】
[0029]下面参照附图对本发明所述主题进行说明，其中在整个说明书中，类似的参考编号通常用于指类似的元件。在下述说明中，为了阐述起见，为了提供对本发明所述主题的充分理解，给出了众多具体细节。但是，显然，所述主题可以在没有这些细节的情况下实践。另一方面，为了方便说明所述主题，采用框图的形式来说明各结构和装置。
[0030]一般说来，脊柱侧凸和其它脊柱畸形的初步措施是采用石膏固定，然后支撑好。如果这种治疗方法不可行或不成功，通常需要动手术。脊柱融合是治疗成年和骨骼发育成熟孩童进展型脊柱侧凸的外科手术治疗形式。脊柱融合通常包括放置棒、钩、椎弓根螺钉与/或移植骨，用于校正脊柱受影响的部分。然而，这种类型的手术会固定治疗的脊柱部分-若儿童骨骼未发育成熟的话，脊柱融合治疗会限制儿童可能的发育，引发其它潜在健康问题，如胸廓功能不全综合症，在胸廓功能不全综合症中，胸廓发育减少或出现障碍，无法提供足够空间满足健康成年人呼吸功能的需要。
[0031]目前的一些选择既允许进行脊柱侧凸校正，又不妨碍未来发育。采用双侧生长棒(DGR)与/或垂直可延长假体钛肋骨(VEPTR)的生长-保留疗法既可以治疗脊柱侧凸，又可以让胸廓继续发育。从概念上来说，生长棒可以固定到骨骼上，包括脊柱、肋骨，与/或骨盆上，生长棒配置为可以选择性加长。但是，接受这些治疗的患者通常需要对首次植入物反复进行手术干预，加长植入物，有时每隔4个月就要干预一次。
[0032]图1是生长棒装置实施例100的透视图。举例来说，某些用于治疗人类脊柱侧凸的现有生长棒装置包括生长棒固定器102，一个或多个生长棒104、106，及一对或多对将生长棒104、106固定在生长棒固定器102上的固定螺钉108、110。一般说来，固定螺钉108、110包括设计用于接收松开与/或拧紧所述螺钉用工具的工具接合口 112。例如，可将六角-工具(如通用扳手)插入到工具接合口 112中并转动(如顺时针、逆时针)，从而松开与/或拧紧螺钉108、110。
[0033]此外，例如，当生长棒装置100植入到患者体内时，为了够到所述实施例生长棒装置100的工具接合口 112，患者需要接受侵入性外科手术(如切开)。在一个实施例中，调整骨骼未发育成熟的年轻患者的生长棒装置100时，每隔6个月需要开展开放性脊柱手术，直到骨骼发育成熟。例如，多次这类手术不仅会单因手术而显著增加发病率，而且还可能会造成严重的心理障碍，对于骨骼未发育成熟患者及其护理者来说尤其如此。虽然这类治疗可能引发其它并发症，但是，发病通常是因需要反复进行手术干预引起的。感染及与皮肤有关的并发症会导致需要开展其它手术、接受长期抗生素治疗，及因长期住院治疗而给患者及其护理者带来心理压力。 [0034]图2是生长棒装置实施例200的透视图。在此实施例200中，第一类生长棒系统208在第一末端206与患者脊柱202接合(例如，拧入到脊柱内)，在第二末端210与患者胸廓204接合。举例来说，通过将所述实施例生长棒208固定到脊柱202和胸廓204，患者脊柱202可以达到要求的方向。此外，例如，可以通过手术开孔和手动操作装置208，定期调整要求方向，从而将脊柱调整到要求的最终方向。再举例来说，第二类生长棒系统212仅仅与患者胸廓204接合；然而，仍然需要通过侵入性外科手术来开展手动操作。
[0035]因此，本发明设想了一种可以让胸廓继续发育，且可以减少重复手术干预的治疗脊柱侧凸的无创系统与/或装置。举例来说，一种系统采用一个或多个生长棒，所述一个或多个生长棒通过一个或多个紧固件分别固定到生长棒固定器上，其中各紧固件通过外部装置(例如，患者无需动手术)紧固与/或松开。也就是说，例如，紧固件可以与通过外部装置转动的磁性元件耦合。在此实施例中，当磁性元件转动时，它向紧固件施加扭矩，从而紧固与/或松开紧固件。此外，所述紧固件可以放置在生长棒固定器内，从而拧紧紧固件可以将对应生长棒相对所述生长棒固定器固定。在一个实施例中，例如，此种无创装置的调整程序可以在检测室内进行，而不是在手术室中进行。
[0036]现在，参考附图，这些附图用于阐明无创系统与/或装置的实施，并非限制无创系统与/或装置，参考图3-6，描述了一种无创张紧系统与/或装置300，例如一种植入生长棒治疗。所述无创[0037]张紧系统300包括含第一末端310和第二末端312的生长棒固定器308。所述生长棒固定器308配置用于与第一生长棒304a选择性接合。此外，所述无创张紧系统300包括置于第一末端310处的第一紧固件302a。所述第一紧固件302a配置用于将第一生长棒304a相对所述生长棒固定器308固定。此外，无创张紧系统300包括可与第一紧固件302a操作耦合的第一磁性元件602a。第一磁性元件602a配置用于在第一紧固件302a受到要求磁场作用时向其施加扭矩。
[0038]在一个实施例中，所述无创张紧系统300包括置于生长棒固定器308第二末端312的第二紧固件302b。所述第二紧固件302b配置用于将第二生长棒304b相对生长棒固定器308固定。在一个实施例中，第二紧固件302b配置用于将第一生长棒304a固定于生长棒固定器308,例如,其中所述第一生长棒304a从第一末端310向生长棒固定器第二末端312延伸(例如，穿过生长棒固定器308的整个长度)。此外，所述无创张紧系统300包括可与第二紧固件302b操作耦合的第二磁性元件602b。第二磁性元件602b配置用于在第二紧固件302b受到要求磁场作用时向其施加扭矩。
[0039]举例来说，采用磁性元件602松开与/或紧固紧固件，将生长棒固定在生长棒固定器内，使示例性张紧系统300 (例如，生长棒装置)可以重新张紧，而不需要通过直接手术够到紧固件302的头部306。在一个实施例中，通过向磁性兀件602施加要求的磁场,可以使紧固件302转动(例如，松开或紧固)。应该理解的是，正如本发明所述，磁场会诱导力施加在某些元件上。正如本发明使用的那样，磁场诱导的力将被称为磁力。此外，在一个实施例中，要求的磁场包括在要求方向提供要求大小磁力的磁场，例如，可以使紧固件在所要求方向(如顺时针，逆时针)转动。
[0040]继续参考图3-6，及进一步参考图7-13，所述示例性系统/装置300的生长棒固定器308包括生长棒接收轴506、套管、管子或全部空心或部分空心的任何孔。在一个实施例中，生长棒固定器308 (例如,如图8B和8C所不)包括位于第一末端310处带开口的第一生长棒接收轴506a,其中所述第一生长棒接收轴506a配置用于选择性接合第一生长棒304a。此外，生长棒固定器308包括位于第二末端312处带开口的第二生长棒接收轴506b，其中所述第二生长棒接收轴506b配置用于选择性接合第二生长棒304b。
[0041 ] 在一个实施例中，例如，第一生长棒接收轴506a和第二生长棒接收轴506b沿同一轴线布置,从而使第一生长棒接收轴506a和第二生长棒接收轴506b构成穿过生长棒固定器308的连续生长棒接收轴506。在第一末端310和第二末端312之间布置加长槽314。例如，在一个实施例中，第一生长棒接收轴506a和第二生长棒接收轴506b在所述加长槽314处交叉，从而通过加长槽314的开孔可以看到第一生长棒304a与/或第二生长棒304b (例如，可以看到而确定轴中接合的各生长棒的位置)。
[0042]在一个实施例中，第一生长棒接收轴506a沿第一轴线布置，第二生长棒接收轴506b沿第二轴线布置。举例来说，第一轴线和第二轴线可相对生长棒固定器308偏移。也就是说，例如，第一生长棒接收轴506a沿生长棒固定器308第一边的长度布置，而第二生长棒接收轴506b沿生长棒固定器308第二边的长度布置。在此实施例中，第一生长棒304a与第一生长棒接收轴506a接合，第二生长棒304b与第二生长棒接收轴506b接合，这两个生长棒并不在生长棒固定器内会合，它们全部穿过生长棒固定器308的长度方向延伸。
[0043]在一个实施例中，在生长棒固定器308的两端310、312处可以布置多个紧固件(如图1所示)。也就是说，例如，在第一末端310处沿第一紧固件302a布置一个或多个补充紧固件。一个或多个补充紧固件还可以配置用于将第一生长棒304a相对生长棒固定器308固定。此外，在第二末端312处可以布置两个或多个第二紧固件(例如，第二紧固件302b及一个或多个补充紧固件)，配置用于将第二生长棒304b相对生长棒固定器308固定。
[0044]如图3-13所示，各紧固件302包括螺钉头306、螺钉杆402，及螺纹部分404。在一个实施例中，例如，如图4所示，螺纹部分404配置用于被生长棒固定器308内，如在第一末端310与/或第二末端312处的螺纹接收部分406接收，及与其接合。在一个实施例中，磁性元件602可与紧固件302操作耦合(例如，如在螺钉杆402处)，从而使磁性元件602的北极部分置于紧固件302的第一边408处，磁性元件602的南极部分置于紧固件302的第二边410处。通过这种方式，例如，向紧固件302的第一边408施加北极磁力，引起紧固件302在要求方向转动；向紧固件302第二边410施加南极磁力，引起紧固件302继续在要求方向转动。此外，如果连续交替(例如，转动地)施加北极力和南极力，紧固件302可在要求方向连续转动。
[0045]在另一个实施例中，磁性元件602与紧固件302的至少一部分转动接合。举例来说，如图6所不,第一磁性兀件602a可与第一紧固件302a的螺钉杆402转动接合,第二磁性元件可与第二紧固件302b的螺钉杆402转动接合。正如图7和图9A-D进一步说明的那样，紧固件302的几何形状可以是经可靠工程判断选择的任何形状。在一个实施例中，螺钉杆402包括圆柱形。此外，紧固件302可包括内部902，其中磁性元件602可布置与紧固件螺钉杆402转动接合。
[0046]在一个实施例中，磁性元件602 (例如，包括一个或多个磁铁)可以自由地浮在或座落在内部902中，这样，它们并不与内部902的任何部分固定接合。在一个实施例中，如图1IA和IIB所示，磁性元件602包括相对的北极1102和南极1104，如上所述，当受到要求的磁场作用时，磁性元件602可以在内部902中自由地转动。
[0047]参考图7、9A-D、10A_D和11A-B，在一个实施例中，紧固件包括与第一紧固件接合的磁性接合元件904，如置于螺钉杆402的内部902中的延伸件。在一个实施例中，磁性接合元件904由紧固件302形成；在另一个实施例中，磁性接合元件904可与紧固件302连接。磁性接合元件904可配置用于与所述磁性元件602选择性接合，从而，向与磁性接合元件904接合的第一磁性元件602施加扭矩会导致扭矩被施加到紧固件302上。
[0048]在一个实施例中，磁性元件602包括从与磁性元件602固定接合的磁环704延伸的环口 702。例如，磁环704包括配置用于只与固定接合磁性元件602配合的环形。在一个实施例中，磁环704由磁性兀件602形成；在另一个实施例中，磁环704与磁性兀件602连接(例如，压配合、粘接、胶接、焊接等)。此外，磁环704包括环口 702，环口 702与螺钉杆402内部902中的内部延伸件904相对接合。
[0049]举例来说，当向磁性元件602施加磁力(例如，要求的磁场)时，磁性元件可以转动(例如，如上所述，转动方向取决于要求磁场的转动方向)，及环口 702可以与紧固件302的内部延伸件904接合，导致紧固件302以相同的方向转动。在一个实施例中，内部902包括磁性元件的轨道(例如，与/或磁环704)，用于改善环口 704与磁性接合件904(如内部延伸件)的接合，从而向紧固件302提供合适的扭矩。[0050]一方面，当要求磁场提供的磁力引起磁性元件602(例如，磁环702的环口 704)与紧固件302的磁性接合件904接合时，磁性元件602可以回弹(例如，从接合处回弹)，这取决于存在的紧固件的转动阻力的大小。在一个实施例中，当紧固件遇到某一大小的转动阻力(例如，使转动停止)时，磁性元件602与磁性接合件904分离(例如，弹开)，当磁性元件602受到要求磁场的作用时，磁性元件602可以与磁性接合件904重新接合。在此实施例中，当磁性元件602与磁性接合件904重新接合时，可以向紧固件302施加转动锤击力。
[0051]举例来说，可以重新向磁性元件602施加由要求磁场提供的磁力，使其与紧固件302螺钉杆402内的磁环704的环口 702重新接触。在此实施例中，反复回弹和重新接合会在环口 702与磁性接合件904(例如，螺钉杆402的内部延伸件)之间造成锤击影响。例如，可能是锤击作用引起紧固件302转动，尤其是受到转动阻力时。例如，通过这种方式，松开的螺钉可以更有效地拧紧，拧紧的螺钉可以更有效地松开。
[0052]参考图6-8、12A-C 和13A-C，继续参考图3_5和9_11，螺帽604可以与紧固件302操作耦合，例如，与位于两者之间的磁性元件602耦合，如图6和图7所示。在一个实施例中，螺钉杆402包括位于螺纹部分404端部的钝端。所述钝端可与螺帽604接合，例如，通过压配合接合。举例来说，与螺帽604接合的钝端可配置用于向插入到生长棒固定器308内的生长棒304施加压力(例如，当螺纹部分向下拧紧时)，从而将生长棒304 (例如，所需紧固力)固定在生长棒固定器308的生长棒接收轴506内。
[0053]如图5-7所不，可将第一螺钉止动兀件508a置于生长棒固定器308的第一末端310内，与/或第二螺钉止动元件508b置于第二末端312内。螺钉止动元件508可配置用于减少紧固件302转动过多，超出所要求的设置。螺钉止动元件508包括止动接收器502及止动销504，止动接收器502包括置于生长棒固定器中的管子，止动销504配置用于与止动接收器502选择性接合。举例来说，紧固件302插入到生长棒固定器308的紧固件接收孔802内以后，止动销504可插入到止动接收器502内。通过这种方式，例如，如图5所示，当紧固件松开时(例如，转出时)，螺钉头306的一部分可与止动销接合，防止紧固件302转动通过停止销504所在位置。
[0054]举例来说，螺钉止动元件508可以减少紧固件无意中从紧固件接收孔802处完全松开，从而与生长棒固定器308分离。螺钉止动元件508包括经可靠的工程判断选择的任何机械止动元件。例如，螺钉止动元件508可以位于生长棒固定器308内，如图5所示,与/或位于生长棒固定器308外。在替代设计中，螺钉止动元件508与紧固件302本身是一体的，与/或可固定到紧固件302的内部或外部。
[0055]如图8和14所示，生长棒固定器308包括第一螺钉接收孔802a和第二螺钉接收孔802b。螺钉接收孔配置用于接收紧固件302，如固定螺钉。预期生长棒固定器/紧固件配置的替代配置可由熟悉本领域的技术人员设计。举例来说，在一个实施例中，生长棒固定器包括棒夹1402，其中固定螺钉型紧固件302可用于将一个或多个生长棒固定在各自的生长棒保持轴1404内。
[0056]在一个实施例中，紧固件302与/或紧固件接收孔802的一个或多个部分可采用合适的材料(如医学上惰性的材料)封装。例如，在一个实施例中，磁性元件602封装在紧固件302内，以减少磁性元件602的腐蚀。举例来说，螺帽604可以将磁性元件602密封在螺钉杆402的内部902。在一个实施例中，封装整个无创张紧装置300可以减少在装置300的工作部件上形成不希望形成的材料，例如，形成可能干扰螺纹部分404与生长棒固定器308的螺钉接收孔802有效接合的材料。
[0057]继续参考图3-14，第一紧固件302a可插入到第一螺钉接收孔802a内，第二紧固件302b可插入到第二螺钉接收孔802b内。例如，在一个实施例中，第一与/或第二紧固件302包括固定螺钉，其中固定螺钉包括平端或相对钝端，配置用于与生长棒304接合，从而利用压力将生长棒304相对生长棒固定器308固定。在一个实施例中，固定螺钉包括尖端或相对较尖的端，配置用于与生长棒304的凹口、孔、洼、缺口或其它固定螺钉接收开孔接合。
[0058]举例来说，生长棒304包括多个生长棒定位元件(例如，凹口、孔、洼、缺口等)，分别配置用于方便地将生长棒相对所述生长棒固定器固定在要求位置。例如，生长棒定位元件可沿生长棒各处布置，使其适合相对要求的脊柱侧凸治疗对生长棒进行调整。在另一个实施例中，一个或多个生长棒(如304a、304b)包括多个分别按照要求间隔设置的凹口，与/或多个分别按照要求间隔设置的凸起，其中所述凸起之间的凹口与/或洼处可与固定螺钉选择性接合，帮助将生长棒304固定在生长棒固定器308内。
[0059]在本发明的另一个实施例中，生长棒304包括一个或多个齿，配置用于与生长棒固定器308内对应的齿接合。例如，生长棒304上的齿可与生长棒固定器308内的齿接合，从而提供齿合调整系统，其中生长棒可以根据要求的齿的齿合位置选择性地进行调整。
[0060]继续参考图3-14，在一个实施例中，在一个或多个紧固件与生长棒固定器308接合后(例如，旋到生长棒固定器内)，第一止动销504a可与第一止动接收器504a接合(例如，插进去)，与/或第二止动销504b可与第二止动接收器504b接合。如上所述,通过这种方式，紧固件不会无意中与生长棒固定器308分离。
[0061]第一生长棒304a 可以插入到生长棒固定器308的第一生长棒接收轴506a内，第二生长棒304b可以插入到生长棒固定器308的第二生长棒接收轴506b内。如上所述,在一个实施例中，第一与/或第二生长棒304可选择性固定到骨骼上，如脊柱与/或胸廓的一部分上。此外，在一个实施例中，生长棒固定器308可选择性地固定到(如人体)骨骼上，例如，采用图14的棒夹。例如，在将无创张紧装置300固定到骨骼上后，可以通过手术将患者缝合。
[0062]参考图15和16A-C，并继续参考图3_14，为了对手术植入到患者体内的无创张紧装置300进行调整，需要松开固定生长棒的紧固件302。为了不施行侵入性手术即转动紧固件302，可以采用磁场产生元件1502。磁场产生元件1502包括一个或多个驱动磁铁1604，及与一个或多个驱动磁铁1604可操作耦合的轴1602。轴1602可配置用于引起驱动磁铁1604绕磁铁转动轴转动，产生要求的磁场。例如，当将转动的磁铁置于紧固件302中磁性元件602的附近时，转动的磁铁可以提供转动紧固件所需的磁力。
[0063]例如，第一驱动磁铁1604a包括置于其向外一端的北极，第二驱动磁铁1604b包括置于其向外一端的南极，第三驱动磁铁1604c包括置于其向外一端的北极，第四驱动磁铁1604d包括置于向外一端的南极。在此实施例中，当轴1602转动时，在磁场产生元件1502的一面提供交替北-南磁力。例如，磁场产生兀件1502包括外壳1606,及置于患者体内无创张紧装置300中紧固件附近的一个面。如上所述，当被驱动(例如，按要求方向转动)时，可以在外壳面处提供交替北-南磁力，引起紧固件302 (例如，无创地)转动。
[0064]此外，例如，在一个实施例中，磁场产生元件1502的一个或多个磁铁1604可在第一方向(如顺时针)转动，从而在第一方向向紧固件302施加转动扭矩。例如，在此实施例中，磁场产生元件1502的一个或多个磁铁1604可在第二方向(如逆时针)转动，从而在第二方向向紧固件302施加转动扭矩。
[0065]此外，磁场产生元件1502相对放置在附近(如紧固件)的转动磁性元件的方向可以决定附近转动的磁性元件是否受所致磁场的影响。例如，若两个转动磁性元件彼此相对垂直放置(如放置在患者体内生长棒装置的上面)，磁场产生元件1502相对转动磁性元件放置在第一方向，则仅对第一个转动磁性元件施加转动扭矩。在此实施例中，将磁场产生元件1502相对转动磁性元件放在第二方向，则仅对第二个转动磁性元件施加转动扭矩，而不会对第一个转动磁性元件施加转动扭矩。例如，采用这种方式，如果医生每次仅希望松开(如，或者拧紧)一个紧固件时，可以利用磁场产生元件1502的合适方向，从而使要求操作的紧固件受到所致磁场的影响，而不要求操作的紧固件则不受影响。
[0066]如上文所述，一方面，磁场产生元件1502的磁力作用会产生锤击力。在一个实施例中，磁性元件602可相对螺钉杆状402和螺纹部分404 —圈圈地转动，直到遇到转动阻力，如来自相对生长棒304拧紧，或相对螺钉止动部件508拧紧时遇到的转动阻力。例如，在此实施例中，当遇到转动阻力时，磁性元件602的转动速度与螺钉杆402及螺纹部分404不一样。也就是说，例如，磁性元件602的速度比螺钉杆402大。在此实施例中，磁性元件602的各次转动都试图使螺钉杆402转动一圈。然而，如果遇到转动阻力，紧固件302可能不会转动一整圈。
[0067]如说明性实施例所示，如果医生确定生长棒14的紧度需要进行调节，可以采用磁场产生元件1502来松开固定一个或多个张紧生长棒304的紧固件。在此实施例中，磁场产生元件1502可放置在患者附近,并转动(例如,通过手动转动或通过电动转动源,如电动螺丝刀、电钻等)。此外 ，例如，可在一个方向转动，引起磁性元件602按照产生扭矩的方式在紧固件302内转动(例如，顺时针方向)。如上文所述，扭矩引起紧固件302转动(例如，松开)。
[0068]此外，在此实施例中，在将患者调整到要求位置后(例如，将张紧生长棒304移进与/或移出生长棒固定器308)，可以重新拧紧各紧固件。例如，可以逆转磁场产生元件1502的转动方向，从而使紧固件按相反方向(如逆时针)转动。在此实例中，紧固件302可转入到生长棒固定器308的螺钉接收孔802内，至少直到其与生长棒304接触。如上文所述，磁性元件602提供的锤击力使紧固件将生长棒304牢靠地固定在生长棒固定器308内。在一个实施例中，无创张紧装置包括紧固件锁定元件，配置用于减少紧固件302从与生长棒304接合处松开。
[0069]一方面，当调整生长棒14时，可采用各种手段来测量生长棒位置的变化情况。在一个实施例中，为了测量分离情况，可以采用经可靠的工程判断选择的任何手段。例如，可以在生长棒上使用珠子(未画出)，这些珠子可以利用无创扫描，如CT扫描、荧光透视或其它无创手段检测。在一个实施例中，可以采用电磁手段来测定分离距离，如在调整期间。例如，可以采用传感手段(如传感器装置)来测定转动磁性元件，如磁铁驱动螺钉的极性变化。例如，在此实施例中，转动磁性元件的极性变化可以指示转动磁性元件的具体转动量(如一个转动)。例如，通过将转动量与螺纹距离相结合，确定每次转动元件移动的距离，可以进一步指示移动的距离。[0070]在一个实施例中，可以采用控制装置，例如，当达到预先确定的转动量时(例如，与/或移动的距离)，通过减少施加到转动磁性元件上的磁力的影响，限制转动磁性元件(如紧固件与/或驱动螺钉)的转动量(如移动距离)。举例来说，医生可以指示磁铁驱动螺钉可以调整5毫米。在此实施例中，在传感手段识别到磁铁驱动螺钉已经按要求移动5毫米时，控制装置可以关闭磁力产生元件(例如，即屏蔽磁力驱动螺钉受磁力的影响)。例如，通过这种方式，可以实现要求的分离，同时减少生长棒过度分离或分离不足的机会。
[0071]在本发明的另一个实施例中，当患儿达到矫形成熟度，从而需要利用不同的植入系统来融合脊柱时，可以将装置300从患儿体内取出来。例如，此时，装置300可以适应的，从而不需要利用转动磁铁36来将其松开。可以利用扳手或螺丝刀及外部手术仪器松开装置的磁铁36，并将其拿走，灵活性和适应性增加，对患者有好处。本发明与先有技术明显不同的地方在于，轴20内没有驱动机制。本发明的操作不需要复杂的齿轮、弹簧、电池或其它部件。
[0072]虽然详细说明了本发明在脊柱侧凸中的应用，但是，本发明可以应用于各种矫形应用，包括但不限于其中采用固定螺钉的任何应用。非限制性实例包括与骨板、骨棒或其它螺钉一起使用的固定螺钉。它可用于治疗各种疾病，包括但不限于骨折或任何骨骼畸形。
[0073]另一方面，示例性生长棒装置1700的另一个实施例如图17-20所示。在此实施例中，一个或多个生长棒1702可以采用与上述类似的装置方法，如磁场产生元件(如图15中的1502)进行调整。例如，可以提供生长棒固定器1704(如图3的308)，配置用于固定一个或多个生长棒1702。如上文所述(如图3的302)，第一磁铁固定螺钉1706，例如，当向下转到生长棒固定器1704内时，可以与生长棒固定器1708的第一末端转动接合，配置用于与生长棒1702选择性接合。此外，第二磁铁固定螺钉1710 (例如，或传统固定螺钉)，例如，当向下转到生长棒固定器1704内时，可与生长棒固定器1712的第二末端转动接合，配置用于与生长棒1702选择性接合。
[0074]在一个实施例中，生长棒固定器1704的轴1714，可与一个或多个生长棒1702接合，轴1714带有内螺纹(例如，阴螺纹)。此外，磁铁驱动螺钉1716可放置在轴1714内。在一个实施例中，磁铁驱动螺钉1716包括放置在轴内的驱动磁铁1718(如，类似于图6的602)。在一个实施例中，驱动磁铁1718可配置采用外部驱动装置驱动，如采用上文所述磁场产生元件(如图15的1502)，
[0075]以图2-16中所述的类似方式驱动。也就是说，例如，磁环(如图7的702)可以与驱动磁铁1718固定连接,磁铁驱动螺钉1716包括内部磁铁接合元件(如图9A的904),内部磁铁接合元件置于与驱动磁铁1718的磁环反向转动接合。采用这种方式，例如，如上文所述，当向磁铁驱动螺钉1716施加合适的转动磁力时，驱动磁铁1718的磁环可以向磁铁驱动螺钉1716内的磁铁接合元件施加转动力，从而使磁铁驱动螺钉1716按照施加的转动磁力转动。
[0076]在一个实施例中，磁铁驱动螺钉1716包括外螺纹(如阳螺纹)，配置用于与生长棒固定器1704的轴1714的内螺纹接合。在此实施例中，例如，磁力转动磁铁驱动螺钉1716会导致磁铁驱动螺钉1716沿生长棒固定器1704的轴1714移动，移动方向取决于磁铁驱动螺钉1716的转动方向(例如，即磁力产生元件1502的转动与/或方向)。
[0077]在一个实施例中，一个或多个生长棒1702通过第一与/或第二紧固件1706、1710与生长棒固定器1704的轴1714接合并固定在生长棒固定器1704内。此外，在此实施例中，当生长棒1702未固定到生长棒固定器1704内时(例如，紧固件1706松开)，可采用磁铁驱动螺钉1716来延长生长棒1702。例如，磁铁驱动螺钉1716可以磁性转动，使磁铁驱动螺钉1716与置于轴1714内的生长棒1702的一端接合，这样，磁铁驱动螺钉1716将至少部分生长棒从轴1714中推出。在此实施例中，然后，可以将紧固件1706拧紧(例如，利用磁力拧紧)，将生长棒1702固定在生长棒固定器1704内的要求位置。
[0078]在另一个实施例中，当磁铁驱动螺钉1716被驱动时，设想每次调整生长棒1702可在生长棒固定器1704内移动5mm至大约20mm。例如，一个或多个磁铁固定螺钉1706、1710可以通过磁
[0079]场产生元件(如图15中的1502，在适当方向)松开，使生长棒1702相对生长棒固定器1704松开。此外，在此实施例中，磁场产生元件可以驱动磁铁驱动螺钉1716，使磁铁驱动螺钉1716在生长棒固定器1704的轴1714内转动。例如，磁铁驱动螺钉1716可以向生长棒1702施加力，从而使生长棒1702在生长棒固定器1704内移动要求的距离。在此实施例中，一时完成要求的调整，可以利用磁场产生元件，拧紧一个或多个磁铁固定螺钉1706、1710，将生长棒1702固定在生长棒固定器1704内。此外，可以利用经可靠的工程判断选择的任何装置和方法来实现生长棒在生长棒固定器内的要求移动距离，只要磁铁驱动螺钉1716与生长棒1702直接或间接接合，驱动磁铁1718由磁场产生元件1502驱动即可。
[0080]本发明所用词语“示例性”指的是作为实施例、实例或例证。本发明以“示例性”描述的任何方面或设计并不一定解释为优于其它方面或设计。相反，采用词语示例性旨在以具体的方式对概念进行说明。正如本申请中使用的那样，词语“或”旨在指包括“或”而不是排除“或”。也就是说，除非特别声明，或从上下文明显可以看出，否则，“X采用A或B”指的是任何自然包括的排列。也就是说，如果X采用A ;X采用B ;或者X采用A和B，则“X采用A或B”满足前述所有说法。此外，A和B中的至少一个与/或类似说法通常指的是A或B或A和B。此外，本申请及所附权利要求中中使用的数词“一”和“一个”通常可解释为“一个或多个”，除非特别声明或从上下文内容可明显看出指的是单数形式。
[0081]虽然以结构特点与/或方法方案特有的语言描述了主题，但是，应该理解的是，权利要求中定义的主题并不一定限于上文所述具体特点或方案。相反，上文所述公开的具体特点和方案是作为权利要求的实施例形式。显然，熟悉本领域的技术人员将认识到，可以对这些配置进行多种改动，而并不背离权利要求主题的范围或精神。
[0082] 此外，虽然参考一个或多个实施例对本发明公开进行了说明和描述，但是，熟悉本领域的技术人员在阅读和理解本说明书和附图后，可以做出等效的诸多改动。本发明公开包括所有这些改动，
【发明内容】
仅受权利要求的范围限制。特别是在上文所述元件的不同功能方面(如元件、资源等)，除非特别声明，用于描述此类元件的术语与执行所述部件规定功能(如功能相当)的任何元件相对应，即使结构上与公开的结构并不等效，但只要执行本发明公开实施例所述功能即可。
[0083]此外，虽然本发明公开的某一特点仅仅参考几个实施例中的一个实施例进行了公开，但是，这些特点与其它实施例的一个或多个其它特点结合也是符合要求的，对于任何给定应用或具体应用是有好处的。此外，对于详细说明或权利要求中使用的词语“包括”、“有”、“带”或它们的变体来说，这些词语旨在以类似“包括”的词语来说明包括。[0084]已经在上面所述中描述了各个实施例。显然，对于熟悉本领域的技术人员来说，上述方法和装置可以包括许多变化和改动，而并不背离本发明的通用范围。本发明包括所有这些改动和变化，只 要它们属于所附权利要求或权利要求相当内容的范围。
【权利要求】
1.一种无创张紧系统，包括: 棒固定器，包括有第一末端和第二末端，并被配置为与第一棒选择性接合； 第一紧固件，置于所述第一末端，并被配置为将所述第一棒相对所述棒固定器固定 '及第一磁性元件，与所述第一紧固件可操作地耦合，并被配置为在其受到要求的磁场作用时向所述第一紧固件施加扭矩。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括: 第二紧固件，置于所述第二末端，并被配置为: 将一个或多个所述第一棒相对所述棒固定器固定；及 将一个或多个所述第二棒相对所述棒固定器固定；及 第二磁性元件，与所 述第二紧固件可操作地耦合，并被配置为在其受到要求的磁场作用时向所述第二紧固件施加扭矩。
3.根据权利要求1所述的系统1，其中所述棒固定器进一步包括以下一项或多项: 第一轴部分，被配置为选择性接合所述第一棒，其中所述第一轴部分在所述第一末端包括有一开口 ；及 第二轴部分，被配置为选择性接合所述第二棒，其中所述第二轴部分在所述第二末端包括有一开口 ；及 其中含有以下一项或多项: 所述第一轴部分与所述第二轴部分沿同一轴线布置； 所述第一轴部分沿第一轴线布置及所述第二轴部分沿第二轴线布置。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述棒固定器被进一步配置为与第二棒选择性地接合，其中所述系统进一步包括: 一个或多个第二紧固件，置于所述第二末端，并被配置为将所述第二棒相对所述棒固定器固定。
5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括第一紧固件锁定元件，被配置为减缓所述第一紧固件与所述第一棒之间接合的松开。
6.根据权利要求1所述的系统，所述第一棒包括多个棒定位元件，分别被配置为方便地将所述第一棒相对所述棒固定器固定在要求的位置。
7.根据权利要求1所述的系统，其中含有以下一项或多项: 所述第一棒被配置为选择性地与骨头的一个或多个部分接合； 所述棒固定器被配置为选择性地与骨头的一个或多个部分接合。
8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括与所述第一紧固件操作耦合的第一磁性接合元件，配置用于与所述第一磁性元件接合，其中向与所述第一磁性接合元件接合的所述第一磁性元件施加扭矩，引起所述扭矩施加到所述第一紧固件上。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一磁性元件进一步被配置为，在所述第一紧固件遇到要求的转动阻力时所述第一磁性接合元件分离的情况下，在受到所述要求磁场作用时重新接合所述第一磁性接合元件。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述第一磁性元件与所述第一磁性接合元件的重新接合向所述第一紧固件施加转动锤击力。
11.根据权利要求1所述的系统，进一步包括磁场产生元件，配置为产生要求的磁场，及包括以下一项或多项: 一个或多个驱动磁铁；及 与所述一个或多个驱动磁铁可操作地耦合的轴，所述轴被配置为使得所述一个或多个驱动磁铁绕磁铁转动轴转动，产生所述要求的磁场。
12.一种无创张紧装置，包括: 棒固定器，包括有第一末端和第二末端，所述棒固定器被配置为与第一棒选择性地接合； 所述第一末端包括第一紧固件接收孔，所述第一紧固件接收孔被配置为接合紧固件；及 第一紧固件，位于所述第一末端，所述第一紧固件被配置为接合所述第一紧固件接收孔，从而将所述第一棒相对所述棒固定器固定， 第一环，与所述第一紧固件转动接合，并被配置为在其受到要求的磁场作用时向所述第一紧固件施加扭矩。
13.根据权利要求12所述的装置，进一步包括第二紧固件，配置用于执行以下一项或多项: 接合位于所述第二末端的第二紧固件接收孔，以及将第二棒相对所述棒固定器固定；以及 接合位于所述第一末端的第二紧固件接收孔，以及将第一棒相对所述棒固定器固定；其中所述第二紧固件与配置为在受到要求的磁场作用时向所述第二紧固件施加扭矩的第二磁环转动配合。
14.根据权利要求12所述的装置，其中所述棒固定器进一步包括第一轴，其沿与所述第一紧固件接收孔交叉的第一轴对齐轴线布置，所述第一轴被配置为执行以下一项或多项: 在所述第一末端选择性地接收所述第一棒，及 在所述第二末端选择性地接收第二棒。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述棒固定器进一步包括第二轴，所述第二轴: 沿所述第一轴对齐轴线布置，并被配置为在所述第二末端选择性地接收所述第二棒；或 沿与第二紧固件接收孔交叉的第二轴对齐轴线布置，其中所述第二轴被配置为在所述第二末端选择性地接收第二棒。
16.根据权利要求12所述的装置，进一步包括: 一个或多个置于所述第一末端的第二紧固件接收孔，所述一个或多个第二紧固件接收孔分别被配置为使第二紧固件与配置为在受到所述要求的磁场作用时向所述第二紧固件施加扭矩的第二磁环转动接合；及 两个或多个置于所述第二末端的第三紧固件接收孔，所述两个或多个第三紧固件接收孔分别被配置为使第三紧固件与配置为在受到所述要求的磁场作用时向所述第三紧固件施加扭矩的第三磁环转动接合。
17.根据权利要求12所述的装置，所述第一棒包括以下一项或多项: 分别按要求间隔布置的多个凹口，配置为选择性接合所述第一紧固件；分别按要求间隔布置的多个凸起，其中各凸起之间的区域被配置为选择性地接合所述第一紧固件；及 一个或多个第一齿，配置为接合所述棒固定器中的一个或多个第二齿，其中所述第一齿与所述第二齿在多个齿合位置接合。
18.根据权利要求12所述的装置，所述第一紧固件进一步包括第一延伸件，第一延伸件相对布置在所述第一磁环上的第二延伸件反向接合布置，其中含有以下一项或多项: 向所述第一磁环施加扭矩，其中所述第二延伸件与所述第一延伸件接合，引起所述扭矩被施加到所述第一紧固件上；及 所述第二延伸件被进一步配置为，在所述第一紧固件遇到转动阻力时所述第一延伸件分离的情况下，在受到要求磁场作用时利用转动锤击力重新接合所述第一延伸件。
19.根据权利要求12所述的装置，其中所述要求的磁场由磁场产生器产生，所述磁场产生器包括以下一项或多项: 一个或者多个驱动磁铁；及 与所述一个或多个驱动磁铁接合的轴，所述轴被配置为使所述一个或多个驱动磁铁绕磁铁转动轴转动以产生所述要求的磁场。
20.一种无创张紧方法，包括: 在第一末端使第一棒与棒固定器接合； 在第二末端使第二棒与所述棒固定器接合； 在所述第一末端上穿过第一紧固件孔将第一紧固件相对所述棒固定器固定到所述第一棒，所述第一紧固件包括配置为在受到要求的磁场作用时向所述第一紧固件施加扭矩的第一磁环； 在所述第二末端上穿过第二紧固件孔将第二紧固件相对所述棒固定器固定到所述第二棒，所述第二紧固件包括配置为在受到要求的磁场作用时向所述第二紧固件施加扭矩的第二磁环； 将所述第一棒固定到第一骨头上；及 将所述第二棒固定到第二骨头上。
【文档编号】A61B17/70GK104010583SQ201280061104
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年12月12日 优先权日:2011年12月12日
【发明者】S·D·费宁, T·里茨曼 申请人:阿克伦奥斯丁生物创新协会, 阿克伦儿童医疗中心