专利名称：可调节长度的丝锥及在骨中钻孔和攻丝于孔的方法
技术领域：
本发明涉及一种自钻孔丝锥(self-drilling tap)和在矫形疗法中治疗骨的该丝锥的使用方法，特别是涉及一种设备和方法，用于在骨中钻孔和攻丝以容纳在颅面、下颌骨、骨盆及其它矫形疗法中使用的螺钉。
背景技术：
在骨中钻孔，特别是面部和头部的骨，需要准确且可靠地控制穿透深度。比如钻孔和攻丝过度会损坏大脑或其它位于下面的软组织。为了减小这种危险，用在颅面疗法中的自钻孔丝锥通常具有固定的深度。需要自钻孔丝锥具有可调节的长度，使其可以准确且可靠地代替具有不同固定长度的多根丝锥。
发明内容
本发明涉及可由用户调节的在骨中钻孔和攻丝以容纳不同长度螺钉的丝锥组件。可调节长度丝锥可包括轴，以及协同露出和设置位于轴顶端上的车螺纹有效长度的限位环和锁环。
轴优选地具有纵轴、基端和带有在骨中钻孔和攻丝的车螺纹的末端。可调节长度丝锥组件还可包括具有基端和末端的限位环。限位环的基端优选地为自钻孔丝锥提供挡位而构造和确定尺寸。限位环优选地以沿轴的纵轴平移而构造和确定尺寸。轴优选地包括长度指示器标记，其以使可调节长度丝锥组件的有效长度设置受控而构造和确定尺寸。每个长度指示器标记优选地以与一个有效长度相对应而构造和确定尺寸。此外，当有效长度设定好时，每个长度指示器标记优选地以与限位环基端可视地对准而构造和确定尺寸。在示例性实施例中，每个长度指示器标记选择地置于轴上，并且每个长度指示器标记可通过指示标记视觉识别。轴优选地由生物相容的材料制成，以及可由非磁性材料制成。
限位环包括具有内表面和外表面的主体。内表面的一部分优选地以与轴在至少一个预定的位置搭合而构造和确定尺寸。限位环优选地具有一个或更多指状夹，以及轴优选地具有一个或更多凹槽。此外，这一个或更多指状夹可具有内、外表面，和形成在内表面上的至少一个突起或节子。突起优选地以与凹槽相互作用而防止限位环沿轴的纵轴平移而构造和确定尺寸。这一个或更多指状夹优选地由至少两个狭缝形成。该两个狭缝中的每一个优选地由限位环外表面延伸到限位环内表面。优选地，限位环具有至少两个指状夹，这些指状夹大体相同，并围绕限位环的中心轴以大体对称的结构布置。
在示例性实施例中，限位环上的至少一个突起具有中点，并且轴上的至少一个凹槽具有中点。从至少一个突起的中点到限位环基端的第一距离优选地与从至少一个凹槽的中点到轴上相应的长度指示器标记的第二距离相关。第一距离优选地与第二距离基本相等。凹槽优选地围绕轴连续地延伸，并且凹槽优选地以基本垂直于轴的纵轴而定位。在示例性实施例中，凹槽相互基本等距。凹槽还可基本上在尺寸和形状上相同。
可调节长度丝锥组件还包括锁环。锁环优选地以在限位环的至少一部分上被容纳而构造和确定尺寸。锁环优选地以与限位环搭合从而设定车螺纹的有效长度而构造和确定尺寸，从而优选地防止限位环沿轴的纵轴移动。而且锁环优选地以支承于一个或更多指状夹外表面上的结构上而构造和确定尺寸，以使该至少一个节子与轴上的凹槽可拆卸地搭合。锁环优选地包括具有孔的管状元件，并且锁环的基端优选地能够在限位环的基端上方平移。在示例性实施例中，至少锁环的一部分是透明的，并且锁环优选地由医用聚碳酸酯形成。
在使用中，锁环和限位环优选地以至少两种构造相互搭合或配合，即，允许限位环和锁环一起沿轴平移运动的第一构造，和防止限位环沿轴的纵轴平移运动的第二构造。当锁环和限位环以第二构造搭合时，限位环和锁环通常能够围绕轴自由旋转。
本发明还涉及用于在骨中钻孔和攻丝的手术工具箱。工具箱优选地包括一个或更多轴，每个轴具有纵轴、基端和末端。每个轴的至少一部分应具有用于在骨中钻孔和攻丝的车螺纹。工具箱还可包括具有基端和末端的限位环，该限位环优选地以可沿每个轴的纵轴平移而构造和确定尺寸。限位环优选地包括具有内、外表面的主体，内表面的至少一部分以与该至少一个轴在至少一个预定的位置搭合而构造和确定尺寸。此外，工具箱还可包括锁环，锁环包括以在限位环的至少一部分上被容纳而构造和确定尺寸的元件。锁环优选地以与限位环搭合或配合从而设定车螺纹的至少一种有效长度而构造和确定尺寸，从而优选地防止限位环沿该至少一个轴的纵轴移动。
本发明还涉及一种在骨中钻孔和攻丝的方法。该方法优选地包括选择具有车螺纹的骨固定元件以及选择具有纵轴和车螺纹的自钻孔丝锥。优选地，车螺纹位于自钻孔丝锥的末端，并适于在骨中钻孔和攻丝以容纳所选择的螺纹。该方法优选地包括在丝锥上安装限位环、在丝锥上安置锁环、至少使锁环的一部分在限位环基端上方穿过，以及将限位环与锁环连接。该方法优选地包括将限位环安置在至少一个预定位置，该位置可覆盖至少一部分车螺纹，通过视觉观察限位环基端相对于自钻孔丝锥的位置而核定限位环的位置，以及自钻孔丝锥、限位环和锁环沿纵轴的锁定的相对运动。该方法优选地包括在骨上放置车螺纹、旋转自钻孔丝锥以使车螺纹进入骨中，在骨中形成钻好的孔，接触限位环的一表面以阻碍自钻孔丝锥的进入，以及从骨中移出自钻孔丝锥。该方法还可包括推进螺纹到骨中以固定骨中的骨固定元件。
结合
本发明的优选实施例，其中视图中相同的附图标记表示相同的元件，其中图1示出了可调节长度丝锥组件示例性实施例的透视图；图2示出了沿图1中线2-2剖开的局部横截面图；图3示出了图2丝锥组件的轴的俯视图；图4示出了图3中轴的背面的局部俯视图；图5示出了图3中轴的凹槽和标记的放大图；图6示出了图1丝锥组件的限位环的透视图；图7示出了沿图6中线7-7剖开的横截面图；图8示出了图6的限位环的槽的放大俯视图；图9示出了图6的限位环上的节子和承座突出部的放大视图；图10示出了图1中所示的锁环的正视图；图11示出了图10中线11-11剖开的横截面图；图12示出了图1的丝锥组件在另一实施例中沿纵轴剖开的局部横截面图；图13示出了沿图12的丝锥组件纵轴剖开的锁环的横截面图；图14示出了使用中的器具示例性集合的透视图，这些器具可以形成图1的可调节长度丝锥组件；和图15示出了收藏图14中的器具集合的示例性工具箱的俯视图。
具体实施例方式
在下面的描述中，任何参考定位或方向都是主要从便于描述的目的出发，而不是限制本发明的范围。
图1示出了用于在骨中钻孔和攻丝的组件10。组件10包括具有纵轴14的自钻孔丝锥12、限位环18和锁环20。自钻孔丝锥12可具有带有适合在骨中钻孔和攻丝的车螺纹16的末端13。限位环18和锁环20可沿自钻孔丝锥12移动以露出部分车螺纹16。限位环18和锁环20的相对位置可以沿自钻孔丝锥12的纵轴14固定。限位环18和锁环20可围绕自钻孔丝锥的纵轴14自由旋转，即使沿纵轴14的平移运动被阻止。组件10可与其他器具例如把手和导向板(未示出)一起使用以在骨中钻孔和攻丝。可分离的把手、导向板和钻孔机是这些器具的代表，并且其他设备也可与该可调节长度丝锥组件联合使用。然而，这些器具并不总是必需的，或者说可以由具有相同功能、附加功能或不同功能的不同设备代替。
图2示出了可调节长度丝锥组件的剖视图。限位环18和锁环20以剖面图示出，轴22以平面视图示出。如图2中所示，自钻孔丝锥12包括具有带有车螺纹16的顶端或末端13的轴22。丝锥12进一步包括多个圆周的凹槽24、指示标记26(例如用于标记车螺纹16露出部分的有效长度28的线)、和位于丝锥基端31用于将自钻孔丝锥12连接到把手或钻孔机(未示出)的连接元件30。
车螺纹16的最大外径32和含有车螺纹的顶端13的长度34可以固定。对于任何特定的丝锥12，顶端13的尺寸都可基于插入到骨中的螺钉的尺寸和长度确定。顶端13的尺寸还可适合容纳导向板的厚度。例如，会研制出专用螺钉以用于骨盆疗法中，自钻孔丝锥12的顶端13的尺寸比如可设计成容纳该螺钉。再比如，一种螺钉类型可具有1.5mm的外径和3mm的长度，而顶端13的尺寸可构造成能钻出适合于此种螺钉的攻丝孔的尺寸。其它可用于确定自钻孔丝锥12尺寸的螺钉的非限定性示例包括，具有从约2.0mm到约4.0mm外径以及从约3.0mm到约8.0mm长度的螺钉。本领域的技术人员将容易理解，也可以开发出用于更大或更小螺钉的自钻孔丝锥。
车螺纹16可特别适合于切割骨和移除骨而不损坏邻近组织。该螺纹可包括用于从孔中移除骨碎片和切屑的锋利切割凹槽36以及一个或多个直槽38。例如，两个相互以180°对齐的直槽38可以安置于顶端。本领域的普通技术人员将容易理解，切割凹槽36和直槽38的数量和结构可作广泛的改变，即除此以外或可选择地，也可以使用其它各种不同的结构和结合。
优选地，丝锥12的轴22可具有构造可操作的且尺寸可滑动地容纳限位环18和锁环20的外径40。可适合于具有不同预定直径和长度的螺钉的一套丝锥优选地可每个丝锥具有相同直径40的轴22。在示例性实施例中，轴22的外径40可以约为3.0mm。正如本领域的技术人员易于理解的，具有不同顶端结构的一组自钻孔丝锥可以作为成套工具与一个限位环18和一个锁环20一起使用。该成套工具中也可以提供多于一个的限位环18和多于一个的锁环20。例如，可以提供具有不同外径的一组丝锥12，与不同的限位环和锁环组合使用。
参照图3到图5，轴22还可包括两个或更多的凹槽24。凹槽24在丝锥12中间部分可与顶端13留以间隔。每个凹槽24可以或不可以围绕轴22连续延伸。在自钻孔丝锥12的示例性实施例中，可有六个凹槽24相互等距间隔并垂直于轴22的纵轴定位。如图5中所示，每个凹槽24的半径42(即，距离等于二分之一的凹槽宽度44)优选地可以基本恒定。此外，每个凹槽优选地可具有基本相同的半径42。同样，凹槽24的直径46可以不同，但在优选实施例中是相同的。如图2所示，每个凹槽24的半径42和直径46可以做成可操作的构造以及与限位环18上至少一个锁销或节子48配合而确定尺寸。节子或突出部48与凹槽24的搭合可用于沿轴22长度方向固定限位环的位置，从而固定可调节丝锥组件10的穿透或有效长度28。如下面更详细的描述，用户可选择地将限位环18的节子压入轴上的凹槽24中，以锁定可调节丝锥组件的穿透或有效长度28。
如图5所示，具有轴22(比如，外径40约为3.0mm)的丝锥12可具有直径46约为2.6mm、半径42约为0.3mm的凹槽24。每个凹槽24可以以固定距离相互间隔，如中心上的1.0mm。正如本领域的技术人员将容易理解的，其它的凹槽结构也是可以的。然而通常在设置可调节丝锥组件10的穿透或有效长度28时为了给使用工具的用户一种统一感，如前所述，适于不同直径螺钉的一组自钻孔丝锥可具有基本上相同的凹槽和凹槽形式。设置可调节丝锥组件10的有效长度28的标准触感可以在手术操作期间在选择期望的有效丝锥长度28时提高舒适性、可靠性和准确性。
指示标记26或长度指示器可在轴22上垂直于自钻孔丝锥12的纵轴14做标记。通常，一个长度指示器26可以为每个凹槽24在轴22上做标记。每个长度指示器26可指示用于待钻孔的螺钉的长度。或者，长度指示器26可对应于特定螺钉类型的一些其他标记。通常，一个凹槽24的中点和相应的长度指示器26之间的距离可与限位环18的尺寸相对应，以允许预定丝锥长度28的受控且准确的设定。例如，凹槽24的中点和相应的长度指示器26之间的距离52可与距离73的长度相同，如图7所示，距离73是节子48中点和限位环端部54之间的距离。
参考图2到5，长度指示器26可选择地在轴22上做标记。例如，用于奇数标记的螺钉的长度指示器可在轴的一侧上标记，而用于偶数标记的螺钉的长度指示器可在轴的另一侧上标记。这种标记方式通过更易于识别、选择及确认调节，从而可以容易选择期望的有效长度28。而且，每个长度指示器26可通过唯一地表示每个可能的丝锥长度28的选择的指示标记56而被识别。例如，指示标记56可包括与用于待钻和攻丝孔的螺钉的长度和类型有关的数字。在示例性的结构中，指示标记56可以是由关联长度指示器26截开的数字。该结构可供给关联长度指示器更大数字和更清晰识别。标记26、56可激光蚀刻在轴中。
自钻孔丝锥12可适于与整体成型的把手(未示出)一起使用。或者，自钻孔丝锥基端31可适于连接到可移动的把手或钻孔机(未示出)。例如，自钻孔丝锥12可具有用于连接用作手工操作器具的把手的六角连接器。丝锥12也可以适于快速连接到钻孔机。通常，丝锥可由生物相容的并具有相对较高机械耐久性的材料制成。例如，丝锥可用由不锈钢制成的坯料整体成型。在优选实施例中，丝锥可由440A不锈钢制成。丝锥也可由非磁性材料制成，以使其适合与MRI系统一起使用。丝锥也可以是透射线或者部分可透射线的。
图6示出了图1的限位环的透视图。如前所述，限位环18构造成可操作的并且确定尺寸以与轴22和锁环20联合以设置和固定可调节长度丝锥组件10的穿透和有效长度28。图6所示的限位环具有顶端60处的凸缘(nose)58、邻近凸缘58的前环62、邻接环64、用于与锁环20连接的连接元件66、和多个用于与轴20搭合的指状夹68。
凸缘58可以为自钻孔丝锥12提供安全阻挡而构造和确定尺寸，并且可以具有接近于轴直径的外径，用于当可调节长度丝锥组件10为钻孔而定位时降低顶端13的视觉障碍。限位环的外径可逐渐向外张开到前环62处的第二或中间外径以提供可使用户易于握紧和操作的表面。因此，凸缘58和前环62的轮廓可以以减小可调节长度丝锥组件10在钻模和/或骨上的不正确承座的可能性而构造和确定尺寸。
前环62还可包括过渡到具有更大外径、可形成邻接环64的部分的过渡部分。邻接环64可以为锁环20提供挡块70而可操作地构造并确定尺寸，通过位于邻接环64附近的连接元件66将锁环20连接到限位环18。图6中，连接元件66包括在邻接环64和多个指状夹68之间、围绕限位环18中心部分布置的外螺纹。除了螺纹以外的连接元件也可用于连接锁环20和限位环18。
指状夹68辅助固定限位环的位置，并且每个指状夹可以包括在限位环18的细壁部由狭缝72形成的细长元件。指状夹68构造和确定尺寸以能够弯曲。图6中，限位环18具有四个指状夹68。如本领域的技术人员会理解的，也可以使用具有更少或更多指状夹68的结构的限位环18。例如，可以使用带有由三个狭槽限定的三个指状夹的限位环，或者带有五个指状夹、具有五个狭槽的限位环。指状夹68可具有基本上相同的结构或者也可互不相同。同样，指状夹68可布置成基本对称的结构或者围绕限位环布置成其它的方式。例如，在图6到9中所示的实施例中，限位环18包括围绕限位环18的基端74以基本对称的方式布置的四个基本相同的指状夹68。
如图7和9所示，指状夹68的内表面78可以是平滑的，并且可以以支承和沿自钻孔丝锥12的轴22滑动而构造和确定尺寸。限位环18的指状夹68还可以有选择地与丝锥12的凹槽24搭合和分离而构造和确定尺寸。例如，这可以通过位于每个指状夹68的内表面78上的突起、结构或节子48而实现。
每个指状夹68的外表面76可以以在外表面76上方滑动地容纳锁环20而构造和确定尺寸。指状夹68的外表面76也可以以支承锁环20而构造和确定尺寸。如图8和9所示，这可以由位于每个指状夹68的外表面76上的结构实现，例如突起区域或座80。通常，由于锁环20在限位环18上方推进，因此，锁环可挤压座80并使节子48与自钻孔丝锥12的轴22上的凹槽24搭合。例如，节子48可以是大体三角形或梯形截面。节子48的形状可设计成当锁定可调节长度丝锥组件10的穿透或有效长度28时能够与凹槽24安全搭合。节子的形状也可以构造成当解开锁定或调节可调节长度丝锥组件10的有效长度28时易于分离节子48和凹槽24。
参照图8，狭缝72的数量和几何形状可以以提供指状夹68特殊功能而构造和确定尺寸。例如，可形成包括基座处扩大的圆形部分82的狭缝72以提供给指状夹特殊功能。扩大的圆形部分82，在防止应力集中和疲劳时可提供增强的挠度。同样，一个或更多狭缝72可用于提供给指状夹68以增强的弹性或挠曲，当节子48与凹槽24搭合和分离时，使限位环18更容易地沿轴22滑动。
限位环18可由生物相容的和能够承受必需的机械加载和磨损的材料形成。例如，限位环18优选地由耐用的和防止节子剪切的材料制成。此外，限位环可由提供给指状夹以更大运动弹性、而在使用中不易疲劳或失效的材料制成。此外，限位环18优选地由当在使用中将其与钻孔导向板摩擦接触时不会失效的材料制成。因此，例如，限位环18优选地由任何300系列的不锈钢制成。优选地，316不锈钢可用于形成限位环18。限位环用其它材料形成的非限定性示例包括钛和钛合金。为了提供适于在MRI系统中使用的丝锥组件10，限位环18也可由非磁性材料形成。限位环也可以是透射线的或者部分可透射线。
参照图10和11，锁环20通常包括具有孔86的管状元件，该管状元件构造成并且适于与限位环18搭合或配合。锁环20可控制丝锥组件的运动。在垂直于锁环纵轴14的方向上剖开的锁环20的横截面可基本相同。或者，锁环20可具有不同的横截面。例如，外表面84的形状可以是不变的，而内孔86的形状和直径可以沿锁环长度变化。在另一例子中，外表面84的形状可变化，而孔86可沿锁环20长度保持基本不变。在图10和11所示的实施例中，锁环是大致中空的圆柱体。
通常，锁环20的孔86可以以沿丝锥12和在限位环18的指状夹68上方滑动而构造和确定尺寸。孔86的横截面可以是圆形、多边形或一些其它形状。此外，孔86的尺寸可以变化，并且孔86的一部分可适于与限位环18连接。例如，孔86的末端88可包括内螺纹90。此外，锁环20的孔86可包括具有不同尺寸的截面。特别地，锁环可具有包括逐渐变小尺寸的多截面的孔86。例如，孔的尺寸在锁环20的末端88可大于在基端92处的，以使当锁环20和限位环18相连接和紧固时，孔86在尺寸上逐渐的变化能更稳固地将限位环18的指状夹68挤压到轴22的凹槽24中。
锁环20的外表面84还可使露出的丝锥长度28易于快速、可靠及准确调节。在图10和11的实施例中，外表面84的尺寸从末端到基端逐渐减小。锁环20可在末端88处更厚以容纳适于与限位环18上的连接元件66(比如外螺纹)搭合或配合的内部连接元件90(比如内螺纹)。锁环20还可在末端88处更厚以提供舒适的握紧部分94，从而可以可靠地握紧和操作锁环20。
锁环20的外表面84可进一步包括突起区域96以增强锁环20的握紧和触觉感。此外，突起区域96可提高设置和锁定丝锥组件的长度28的舒适度和可靠性。在图10和11中，这些突起区域96是围绕锁环的外表面84径向设置的纵向脊的形式。在外表面84上其它加强握紧的构造也可由本领域的普通技术人员预想到，例如，比如圆周的突起区域或脊、或者纵向和圆周脊的结合，或者其它表面结构。
锁环20的基端92可具有比末端88薄的壁部，当看轴22上的标记时以增强经过锁环20的可见度。薄壁部还可增强经过锁环20的这些区域的可见度。末端88处相对薄的壁部还可增强沿轴22和通过可在锁环20中形成的孔或窗口的视觉透明度。例如，锁环20的基端92(即指状夹顶端)可与为所期望的丝锥长度28而选择的长度指示器26对准。在另一示例中，所选择的丝锥长度指示器26和指示标记56可通过在不透明的锁环20中的孔或窗口而可见。
在图10和11中，锁环20的基端92可包括透明材料，其可以基本透明。此种材料提供的可见度可允许用户直接看透锁环20，并容易地观察长度指示器26、指示标记56和限位环18的基端92以在视觉上确定可调节长度的丝锥组件的有效长度28。透明材料可以具有色彩或不必具有色彩。可用于制造锁环的一种透明材料是塑料。特别地，锁环20可作为模制件而构造和确定尺寸。由塑料制成的锁环20可具有用于连接到限位环18的可由其它材料制成的连接元件90(例如螺纹)。在优选实施例中，模制锁环20可由医用聚碳酸酯制成。例如，锁环可由MAKROLONTM制成。通常，可用于形成锁环20的塑料材料应是在包装时能够承受γ灭菌的。锁环20还可由其它生物相容的材料制成，包括连同轴和限位环的上述同样的材料。
参照图12和13，在可调节长度丝锥组件98的另一实施例中，锁环99可以由例如316不锈钢的金属合金制成而特殊构造和确定尺寸。如图13中所示，锁环99可包括具有不同尺寸的孔100的圆柱体，该圆柱体从末端101延伸到基端102。如图12中所示，锁环99能够在限位环104的基端103上方自由滑动，从而当连接到限位环时可实现长度指示器的无障碍观察。因此，锁环99可以或不必具有允许用户读取可调节长度丝锥组件98的有效长度28的设置的窗口或狭缝。
图14示出了示例性的器具集合104，器具集合104可包括用于组成可在骨中钻孔和攻丝的可调节长度丝锥组件12的预打包的手术工具箱106中(图15中所示)。器具104优选地可包括限位环18、锁环20和多于一个的丝锥12。器具集合104优选地还可包括用于可拆卸地紧固在每个丝锥12上的把手(未示出)，以使用户可以手工在骨中钻孔和攻丝。在图14中所示的示例性实施例中，三个丝锥12包括在器具集合104中。丝锥12优选地可轮换地与限位环18和锁环20一起使用。丝锥12优选地还可具有相同的轴22和凹槽结构24。丝锥12可进一步具有适于相似种类但直径不同的螺钉的车螺纹16。或者，丝锥可具有基本相同大小和形状的车螺纹16，或适于不同种类螺钉的车螺纹16。应当理解，工具箱106中可包括各种不同的器具。例如，第一工具箱可打包适于特定下颌骨疗法的器具集合，第二工具箱可打包适于特定骨盆疗法的器具集合，第三工具箱可打包适于特定矫形疗法的器具集合。图14和15说明了器具集合104和工具箱框架106的许多不同种可能的实施例中之一。
参照图15，在示例性实施例中，工具箱106包括比如由冲切纸板、塑料片或热成形的塑料材料制成的内支架108。内支架108可包括隔开的短小突出部或类似物(未示出)，其可在使用前灭菌和保存时将各种器具104置于牢固的位置。当作为无菌组件包装时，工具箱106可包括由加热等方法外围密封以包围内支架108使其不与外界接触的内包裹物110。内包裹物的一端可包括用于紧急使用时(特别是在灭菌环境中，如在操作间里)快速打开内支架108的传统可剥离封条(peal-away seal)112。当作为无菌组件包装时，工具箱106还可包括由加热等方法外围密封以包围内包裹物110的外包裹物114。外包裹物的一端还可包括用于打开内包裹物110及其中物品的传统可剥离封条116。外包裹物114可在预想的紧急使用中从内包裹物移除，而不破坏工具箱106中物品的无菌性。
每个内包裹物和外包裹物110和114可包括外围密封的顶片118和底片(未示出)。在示例性实施例中，顶片118优选地可由像聚乙烯或MYLARTM的透明塑料膜层材料制成，以使工具箱106中的物品视觉可识别。底片可由能透过ET0灭菌气体的材料制成，如TYVEKTM塑料材料。工具箱106还可包括在内支架108中为执行期望过程的工具箱106中物品的使用说明120。说明120所描述的示例性过程将在后面解释。当作为无菌组件包装时，说明120还可包括声明，如“只能一位病人使用”(或类似语)，以针对工具箱106中物品的重复使用(使用后物品的性能特点和功效会降级)给出明确的警告。由于这些原因，可调节长度丝锥组件10可只用于一次手术，然后抛弃。说明120还可针对工具箱106中部分或所有物品的重复灭菌给出明确的指示，并且还可指示医生按照与可用生物废弃过程使用一致而抛弃至少工具箱106中这些物品。包装在无菌工具箱106中的器具集合104的呈现可向医生证实，其中物品是无菌的并且未被使用过。医生就可确信器具104能够达到确认的性能和无菌规格。
在使用中，锁环20在限位环18和丝锥12上滑动，并且当紧固在限位环18上时，锁定组件10。该锁定可通过将限位环18的指状夹68上的节子48推进轴22上的凹槽24中而实现。指状夹88的基端(即指状夹顶端)可与和节子48所搭合的凹槽24相关的丝锥轴12上的长度指示器26对准。一旦限位环18和锁环20连接到一起，节子48和锁定凹槽24之间的搭合程度可被控制。凹槽24和节子48之间的搭合程度可通过设计从紧搭合到松搭合变化。当松搭合时，限位环18和锁环20可以类似棘轮方式沿轴22一致移动。为增进限位环18、锁环20和轴22之间的可靠连接，限位环18的指状夹68在外表面76上具有突出区域80，使得内表面78上的节子48被稳固地推入与凹槽24搭合。在可调节长度丝锥组件锁定时，限位环18和锁环20优选地能够抵抗至少约为300N的轴向力而没有轴向移动。
可调节长度丝锥组件10针对的是在骨中钻孔和攻丝的方法。开始时，用户为布置适于特定螺钉构造的孔而选择丝锥12。该选择可基于，例如螺钉直径或螺钉零件号。限位环18而后可沿轴22围绕丝锥12安装，指状夹68的基端54指向轴22的基端31。锁环20可随后安置在丝锥12的轴22上，使得锁环20能够与限位环18连接。随后，限位环18和锁环20连接到一起。
限位环18和锁环20之间的连接紧密度可以调节以在限位环—锁环组合和丝锥12之间提供期望的阻力。限位环18的位置可以调节到由对准限位环的基端74与期望的长度指示器26而设置的期望丝锥长度28。例如，数字5可以表示相对于长度为5mm的特定螺钉的适当长度指示器26。限位环18和锁环20之间的连接可以随后被紧固，以保证丝锥组件的选定长度28。或者，限位环的位置可以以提供期望的丝锥长度而定位。限位环18可被推进以设置期望位置，而锁环位于轴上，与限位环连接，并调节锁定限位环和锁定环组件到轴上合适位置。
自钻孔丝锥12的基端31可随后插入到钻孔机(未示出)中，比如电池驱动的可换向的钻孔机。自钻孔丝锥12的顶端13可承座在导向板中，并将其与骨接触。钻孔机可随后用于旋转可调节长度丝锥组件10以在骨中攻丝及钻出预定尺寸的孔。当限位环的凸缘58接触到导向板时，可达到孔的最大深度。可调节长度丝锥组件10而后可从孔及导向板撤出，螺钉进入并固定在所钻的孔中。
组件10的锁定机构允许限位环18和锁环20相对于丝锥12旋转，特别是当限位环18碰到钻孔导向板之后，而不影响先前调节好的长度28的设定。因为节子48稳固地承座在凹槽24中，所以丝锥长度28不会改变，然而限位环18和锁环20可围绕轴22自由旋转。这可使得具有预选择深度的孔易于准确推进。例如，如果在限位环18与轴之间的相对旋转会改变露出的车螺纹28的长度，则每当限位环碰到钻孔导向板时，在轴和限位环之间产生的运动会潜在地致使丝锥12改变长度28。如果车螺纹28露出的长度无意地延长，则钻孔将不期望地运行以穿过骨而进入邻近组织。相反，如果车螺纹28露出的长度减小，则进入未钻孔的骨的螺钉会损坏骨或使骨断裂，或者在可再吸入螺钉的情况下，螺钉就会损坏。
由于限位环18和锁环20沿轴22运动时节子48与凹槽24搭合和分离的棘轮效应，丝锥组件还可提供有用的触觉反馈给用户。当限位环沿轴从第一已知丝锥长度设置到期望的第二丝锥长度设置平移，用户可感觉和听到节子与凹槽搭合和分离时发出的咔嗒声的数量，因此，增加了在治疗过程中丝锥调节的速度。此外，因用户不需要依靠纯视觉系统来选择或检查丝锥组件的长度调节，因此，锁定机构的棘轮效应可提供附加的检查以保证选择的是合适的长度。
虽然上述可调节长度丝锥组件参考某些优选实施例进行了描述，但是应当知道本发明的范围不限于这些实施例。例如，可调节长度丝锥组件可作修改或延长以容纳特定成分的结构材料或可需要不同连接元件的加工方法。同样，轴上凹槽的数量和间距可改变以容纳不同的螺钉长度。同样，不同的材料和表面涂层，或不同材料的外层可应用于可调节长度丝锥组件。此外，上述实施例可以修改，使得一个实施例的一些特征与另一实施例的特征一起使用。本领域的技术人员可对这些优选实施例作改变，然而，都将在本发明的精神和由下面提出的权利要求确定的范围内。
权利要求
1.一种用于在骨中钻孔的可调节长度丝锥组件，包括具有纵轴、基端和末端的轴，至少该轴的一部分具有在骨中钻孔的车螺纹，具有基端和末端的限位环，该限位环以沿轴的纵轴可平移而构造和确定尺寸，其还包括具有内表面和外表面的主体，至少内表面的一部分以与轴在至少一个预定的位置搭合而构造和确定尺寸；和锁环，其包括以在限位环的至少一部分上被容纳而构造和确定尺寸的元件，其中锁环以与限位环搭合从而设定车螺纹的至少一个有效长度而构造和确定尺寸，从而防止限位环沿轴的纵轴移动。
2.如权利要求1的组件，其中锁环包括具有孔的管状元件。
3.如权利要求1的组件，其中锁环的末端能够在限位环基端的上方平移。
4.如权利要求1的组件，其中锁环和限位环以至少两种构造相互搭合，沿轴将限位环和锁环连接在一起并允许限位环和锁环一起沿轴平移运动的第一构造，和防止限位环沿轴的纵轴平移运动的第二构造。
5.如权利要求4的组件，其中当限位环和锁环以第二构造搭合时，限位环和锁环围绕轴自由旋转。
6.如权利要求1的组件，其中轴由生物相容的材料制成。
7.如权利要求6的组件，其中轴可由非磁性材料制成。
8.如权利要求1的组件，其中锁环的至少一部分是透明的。
9.如权利要求8的组件，其中锁环的至少一部分由医用聚碳酸酯形成。
10.如权利要求1的组件，其中限位环包括至少一个指状夹，以及轴包括多个凹槽，该至少一个指状夹具有内、外表面和形成在内表面上的至少一个突起，该突起以与至少一个凹槽相互作用而防止限位环沿轴的纵轴平移运动而构造和确定尺寸。
11.如权利要求10的组件，其中凹槽围绕轴连续地延伸。
12.如权利要求10的组件，其中凹槽相互基本等距。
13.如权利要求10的组件，其中凹槽基本相同。
14.如权利要求10的组件，其中该至少一个指状夹由至少两个纵向的、沿限位环的一部分延伸的狭缝形成，至少该两个狭缝中的每个的一部分从限位环外表面向限位环内表面延伸。
15.如权利要求10的组件，其中限位环具有至少两个指状夹，所述指状夹大体相同并围绕限位环的中心轴以基本对称的结构布置。
16.如权利要求10的组件，其中锁环以支承于该至少一个指状夹的外表面上的结构上而构造和确定尺寸，以使该至少一个突起与轴上的凹槽可拆卸地搭合。
17.如权利要求10的组件，其中该至少一个突起具有中点，并且至少一个凹槽具有中点，从该至少一个突起的中点到限位环基端的第一距离与从该至少一个凹槽的中点到相应的长度指示器标记的第二距离相关。
18.如权利要求17的组件，其中第一距离与第二距离基本相等。
19.如权利要求1的组件，其中轴包括多个长度指示器标记，该长度指示器标记以允许至少一个有效长度的受控设定而构造和确定尺寸。
20.如权利要求19的组件，其中每个长度指示器标记以对应于一个有效长度而构造和确定尺寸。
21.如权利要求20的组件，其中每个长度指示器标记以当设定一个有效长度时在视觉上与限位环基端对齐而构造和确定尺寸。
22.一种用于在骨中钻孔的可调节长度丝锥组件，包括具有纵轴、基端和末端的轴，至少该轴的一部分具有在骨中钻孔的车螺纹，具有基端和作用为挡块以设定车螺纹有效长度的末端的限位环，该限位环以沿轴的纵轴可平移而构造和确定尺寸，其包括具有内表面和外表面的主体，至少内表面的一部分以与轴在至少一个预定的位置搭合而构造和确定尺寸；和锁环，其包括以在限位环的至少一部分上被容纳而构造和确定尺寸的元件，其中锁环以与限位环搭合从而可调节地设定车螺纹的有效长度而构造和确定尺寸，从而防止限位环沿轴的纵轴移动。
23.一种用于钻孔和攻丝的手术工具箱，包括多个轴，每个轴具有纵轴、基端和末端，每个轴的至少一部分具有用于在骨中钻孔的车螺纹，具有基端和末端的限位环，该限位环以可沿多于一个轴的纵轴平移而构造和确定尺寸，并包括具有内表面和外表面的主体，至少内表面的一部分以与多于一个轴在至少一个预定的位置搭合而构造和确定尺寸；和锁环，其包括以在限位环的至少一部分上被容纳而构造和确定尺寸的元件，其中，锁环以与限位环搭合从而设定车螺纹的至少一个有效长度而构造和确定尺寸，从而防止限位环沿至少该轴的纵轴移动。
24.一种用于在骨中钻孔和攻丝的方法，包括选择具有纵轴和车螺纹的自钻孔丝锥，该车螺纹位于自钻孔丝锥的末端，并适于在骨中产生和钻孔以容纳螺纹；在丝锥上安装限位环；在丝锥上安置锁环；至少使锁环的一部分在限位环基端上方穿过；将限位环与锁环连接；将限位环安置在至少一个预定位置，以设定车螺纹的有效长度；通过视觉观察限位环基端相对于自钻孔丝锥的位置而核定限位环的位置；锁定自钻孔丝锥、限位环和锁环沿纵轴的相对的纵向运动；在骨上放置车螺纹；旋转自钻孔丝锥以使车螺纹进入骨中；接触限位环的一表面以阻碍自钻孔丝锥的进入；和从骨中移出自钻孔丝锥。
全文摘要
本发明涉及一种可调节的自钻孔丝锥组件(10)和用于矫形疗法中治疗骨的在骨中钻孔和攻丝的方法。可调节长度丝锥组件包括具有用于在骨中钻孔的车螺纹(16)的轴(22)、以可沿轴的纵轴平移而构造和确定尺寸的限位环(18)、具有以在限位环的至少一部分上被容纳而构造和确定尺寸的元件的锁环(20)。锁环优选地以与限位环搭合从而可调节地设定车螺纹的有效长度而构造和确定尺寸，从而防止限位环沿轴的纵轴移动。
文档编号A61B19/00GK1728969SQ200380107183
公开日2006年2月1日 申请日期2003年11月13日 优先权日2002年11月13日
发明者拉尔夫·F·兹沃曼 申请人:拉尔夫·F·兹沃曼