专利名称：可变偏移的脊椎固定系统和方法
可变偏移的脊椎固定系统和方法
背景技术：
在ー些脊椎外科手术过程中，希望在后部螺钉和杆布置的过程中的外科手术步骤最少。当前的顶部装载多轴线椎弓根螺钉系统(其中，骨锚固件在外科手术之前通过锚固件座的顶部来人工向下装载，或者更通常是预先装配该组合)在提供切口和进入通路之后通常需要多个外科手术步骤。这些步骤可以包括植入多个多轴线螺钉和锚固件座组件，将脊椎杆插入该多个螺钉和锚固件座组件中，将锁定帽插入各螺钉和锚固件座组件中，并将锁定帽拧紧至各螺钉和锚固件座组件上，用于锁定该结构。由于骨锚固件的解剖学位置、所需的解剖校正的特性、小于最佳杆弯曲以及使得杆完全插入(reduction)至锚固件座内变复杂的其它因素，杆的布置和多个锁定帽的插入可能成为问题。复杂的杆完全插入可能在外科手术中间导致锁定螺钉的螺纹错扣(incross-threading)、锚固件座损坏以及椎弓根螺钉和锚固件座组件的可能位移。预装配的螺钉和锚固件座组件具有一定轮廓，该轮廓减小了外科医生在螺钉和锚固件座组件植入过程中的可见性，而且，一旦植入，该轮廓的占用区域就减小了在解剖结构中的可用工作空间量。外科医生即使使用底部装载的、卡套头部类型的椎弓根螺钉系统通常也试图获得完全的杆插入或解剖结构校正。当强カ杆插入仪器可用于杆和螺钉结构系统时，在不便得杆预先弯曲和重新弯曲至可能削弱该杆的点的情况下，外科医生通常不能完全将杆插入至锚固件座中。而且，在脊椎杆的完全插入过程中施加太大力还可能使得一个或多个植入的骨锚固件从它们植入的椎骨本体中被移出。因此，希望发展ー种系统和相关方法，在病人的解剖结构导致复杂结构时该系统和方法用于在脊椎外科手术过程中減少在后部螺钉和杆布置过程中所需的外科手术步骤的困难性和数目。
发明内容
本发明通常涉及矫形木。更特别是，本发明涉及ー种包括可变高度锚固件座的组件的后部脊椎固定系统和方法。在本发明的优选实施例中，成套工具包括多个骨锚固件，各骨锚固件有多轴线头部和杆；以及多个锚固件座组件。各锚固件座组件包括近端和远端，且该多个锚固件座组件还各自包括杆接收槽道，该杆接收槽道有在锚固件座组件的近端附近的槽道近端以及终止于锚固件座近端和锚固件座远端之间的槽道远端。该多个锚固件座组件中的至少两个锚固件座组件在锚固件座组件的远端和杆接收槽道的槽道远端之间具有不同高度。成套工具还包括多个锁定帽，这些锁定帽可与该多个锚固件座组件在锚固件座近端附近连接，用于使得脊椎杆在该多个锚固件座组件的其中一个杆接收槽道内相对于该多个骨锚固件固定。ー种方法包括将多个骨锚固件锚固至多个椎骨本体中以及选择多个锚固件座组件，其中，该多个锚固件座组件中的至少两个锚固件座组件有不同高度。该方法还包括使得该多个锚固件座组件与该多个骨锚固件连接；使得脊椎杆与该多个锚固件座组件连接；以及通过多个锁定帽而使得锚固件座组件锁定在脊椎杆上。
当结合附图阅读时将更好地理解前面的概述以及后面对本申请的优选实施例的详细说明。为了示例说明本申请的成套工具，附图中表示了优选实施例。不过应当知道，本申请并不局限于附图所示的确切结构和手段。附图中图I表示了根据本发明一个或多个实施例的脊椎固定系统的多个椎弓根螺钉组件的正视图；图2表 示了包括根据图I的椎弓根螺钉组件的脊椎固定系统的侧视图；图3表示了根据本发明一个或多个实施例的脊椎固定系统的分解透视图；图4表示了根据本发明一个或多个实施例的脊椎固定系统的一部分的剖视图；图5表示了根据本发明一个或多个实施例的锚固件座的剖视图；图6表示了根据本发明一个或多个实施例的锚固件座的剖视图；图7表示了根据本发明一个或多个实施例的锚固件座的剖视图；以及图8表示了根据本发明一个或多个实施例的脊椎固定系统的透视图。
具体实施例方式下面的说明书中使用的某些术语只是为了方便，而不是限定。词语“右”、“左”、“下部”和“上部”表示所參考的图中的方向。词语“内側”或“远侧”和“外侧”或“近侧”是指分别朝向和远离脊椎固定系统和它的相关部件的几何中心的方向。词语“前面”、“后面”、“上面”、“下面”以及相关词语和/或短语是指所參考的人体中的优选位置和方位，而不是进行限制。术语包括上述词语、其衍生词和类似意思的词。參考图I和2，提供了ー种脊椎固定系统100，它包括多个骨锚固件110A、110B、110C、多个锚固件座130A、130B、130C、多个套夹152以及多个锁定帽140A、140B、140C。系统100还优选地包括至少ー个脊椎杆120。骨锚固件110A、110B、110C、锚固件座130A、130B、130C、锁定帽140A、140B、140C和套夹152通常认为组成椎弓根螺钉结构。该多个骨锚固件110A、110B、110C各自包括螺纹杆126和部分球形或以其它方式扩大的头部124，如图3中所示。截头球形头部124有助于方便相对于套夹152旋转。头部部分124包括驱动器部分，该驱动器部分接收来自驱动器的一部分，用于使得骨锚固件110旋转成与病人的椎骨V接合(图2和8)。骨锚固件110可以包括在头部124和杆126之间减小直径的颈部部分128。一个或多个骨锚固件110A、110B、110C可以包括内部插管，以便适应骨锚固件110A、110B、110C在引导丝上面植入。多个锚固件座130A、130B、130C各自包括轴向孔206和相对于该轴向孔206横向定向的杆接收槽道208。优选是，锚固件座130A、130B、130C包括内螺纹207，用于接收外螺纹锁定帽140A、140B、140C，但是也可选择可以包括外螺纹或锁定结构(未示出)，以便与锁定帽 140A、140B、140C 接合。轴向孔206的远侧部分设置成容纳套夹152。套夹152可选择地包括在远端处的部分球形内部容积，用于捕获和保持骨锚固件110A、110B、110C的头部部分124 ;以及多个可偏转指状件，这些指状件定位在远端处。优选是，套夹152设置成通过指状件的偏转而卡套在骨锚固件110A、110B、110C的头部上面，并将骨锚固件110A、110B、IlOC的头部保持于其中，同时允许锚固件座130A、130B、130C、套夹152和锁定帽140A、140B、140C相对于骨锚固件110A、110B、110C铰接和旋转。
套夹152的指状件172设置成绕骨锚固件110A、110B、IlOC的头部124收缩，并由于施加在套夹152的顶部上的向下力而锁定锚固件座130A、130B、130C相对于骨锚固件110A、110B、110C的铰接和旋转，该向下力使得指状件的外表面与锚固件座部分130A、130BU30C的远侧部分的内表面相互作用，从而环绕骨锚固件110A、110B、110C的头部压挤(crush)锁定套夹152。指状件 172的外表面包括套夹152的球形凸形表面151，该表面与锚固件座130A、B、C的内表面接触。优选的套夹152包括在外表面上的ー个或多个槽175，该槽与锚固件座130A、B、C的凸起或凹窝216接合。套夹152选择地在锚固件座的轴向孔206内在装载位置和锁定位置之间浮动。该ー个或多个槽175和凸起或凹窝216之间的相互作用帮助防止套夹152运动到锚固件座的上端之外(当处于装载位置吋)。套夹152可选择地还包括一个或多个杆锁定结构，以使得脊椎杆120与套夹152连接和相对于锚固件座进行连接。优选是，锁定帽140A、140B、140C有外螺纹，包括仪器接合结构，还可以包括轴向孔。锁定帽140A、140B、140C还可以包括可旋转连接的鞍形物元件310，该鞍形物元件310设置成与杆120的顶表面接触，并相对于锁定帽140A、140B、140C自由旋转。鞍形物310还包括凹ロ，该凹ロ接收杆120的至少一部分。锁定帽140A、140B、140C设置成利用驱动器仪器而与锚固件座130A、130B、130C接合和相对于该锚固件座130A、130B、130C旋转。当锁定帽140A、140B、140C被向下驱动至锚固件座130A、130B、130C中时，锁定帽140A、140B、140C的底表面抵靠在杆120的顶部,并向套夹152的顶部施加向下力，以便锁定锚固件座130A、130BU30C相对于骨锚固件110A、110B、110C的角度。中间楔形部件可以包含在套夹152和杆120之间或者在套夹152和锁定帽140A、140B、140C之间，以便帮助将由于锁定帽140A、140BU40C的前进产生的向下カ引导至套夹152的顶部。也可选择，套夹152可以包括臂部件或其它结构，该臂部件或其它结构向上延伸和与锁定帽160的底部直接相互作用。如图I和2中所示，脊椎固定系统100包括可变高度的椎弓根螺钉组件，其中，提供了多个锚固件座130A、130B、130C，这些锚固件座130A、130B、130C在它们的杆接收槽道的底部209和各锚固件座130A、130B、130C的远端204之间具有不同高度(当杆120处于放置位置吋)。类似的，位于锚固件座130A、130B、130C中的相应套夹152在套夹152的杆接触表面和各套夹152的可收缩骨锚固件头部抓紧部分之间具有不同高度。也可选择，在中间楔形部件布置在各锚固件座130A、130B、130C内并在套夹152和杆120之间的情况下，套夹152和/或中间楔形部件的长度能够在各锚固件座130A、130B、130C之间变化。图I表示了三个锚固件座130A、130B、130C,这三个锚固件座130A、130B、130C有从骨锚固件110A、110BU10C的中心附近至脊椎杆120的纵向轴线250的高度。在装配结构中，该高度可以包括5、9和13毫米(5mm、9mm和13mm),如图I中所示。椎弓根螺钉组件并不局限于这些高度，本发明的脊椎固定系统100的成套工具并不局限于具有三种高度，该成套工具可以包括具有适用于在接收脊椎外科手术的病人中遇到的解剖结构的、几乎任意数目高度和尺寸的椎弓根螺钉组件，以使得结构的杆接收槽道可以在最终结构中线性对齐，如后面更详细所述。该结构可以用于弯曲杆，和/或成套工具可以用于矢状校正或冠状校正。椎弓根螺钉组件优选是在成套工具或盘中提供给外科医生，该成套工具或盘包括多个骨锚固件110A、110B、110C，这些骨锚固件110A、110B、IlOC有不同的长度和/或直径；多个锚固件座130A、130B、130C，这些锚固件座130A、130B、130C有不同高度，套夹152在这些锚固件座中；多个锁定帽140A、140B、140C，这些锁定帽140A、140B、140C可选择地安装在任意锚固件座130A、130B、130C上；以及多个杆120，这些杆120有不同的长度和/或直径。在将骨锚固件110A、110B、110C插入椎骨V中之后，外科医生选择合适的锚固件座130A、130B、130C来安装在骨锚固件110A、110B、IlOC上，从而选择能够使得锚固件座130A、130B、130C的杆接收槽道对齐的合适高度的锚固件座130A、130B、130C,这使脊椎杆120的弯曲最小化。也就是，锚固件座130A、130B、130C的高度选择为使得锚固件座130A、130B、130C的杆接收槽道大致线性对齐，从而使脊椎杆120的弯曲最小。类似的，当脊椎杆120比标准锚固件座高度更远离骨锚固件110A、110B、110C时，选择合适高度的锚固件座130A、130B、130C能够用于使得脊椎杆120在接收槽道中对齐，从而最小化或消除骨锚固件110A、110B、110C旋出的要求(和因此避免骨支承(purchase)的潜在损失)以及强行使杆进入接收槽道中的要求(和因此避免骨锚固件110A、110B、110C的可能拉出)。通过选择合适高度的锚固件座130A、130B、130C来使得脊椎杆120在杆接收槽道内合适对齐还减少了“错误”锁定，该“错误”锁定可能导致螺钉栓牢(toggling)或杆滑移。由于病人的解剖结构，具有均匀高度锚固件座的普通椎弓根螺钉组件不能使得通 常成多个高度的结构的杆接收槽道线性对齐，需要脊椎杆120明显弯曲。能够选择不同高度的锚固件座130A、130B、130C将方便通过直的脊椎杆120来増加或减小脊柱前凸、脊柱后凸和冠状面的弯曲，因为脊椎杆120的曲率并不需要与获得的解剖结构的弯曲匹配。这能够特别有利于微创脊椎外科手术和校正成年人的畸形。在另ー选择中，脊椎杆120包括弯曲脊椎杆120，如图8中所示。在手术中，继续參考图I和2，多个骨锚固件110A、110B、110C植入多个椎骨本体的椎弓根内。多个锚固件座130A、130B、130C从成套工具中选择，该成套工具包括在杆接收槽道的槽道远端209和锚固件座130A、130B、130C的远端204之间具有不同高度的至少两个锚固件座。例如，高度能够分别为5mm、9mm、13mm，如图5、6和7中所示。多个锚固件座130A、130B、130C卡套在多个骨锚固件110A、110B、IIOC的头部上面。在一种选择方案中，骨锚固件110A、110B、110C的头部能够预先装配和/或为模块式，并提供于成套工具中。在脊椎杆120穿过锚固件座130A、130B、130C的杆接收槽道208插入之前或插入过程中，锚固件座130A、130B、130C相对于骨锚固件110A、110B、IlOC的头部成多轴线角度。多个锁定帽140A、B、C与多个锚固件座130A、130B、130C连接并可旋转地在该多个锚固件座130A、130B、130C内前进，以便环绕骨锚固件110A、110B、IlOC的头部压挤锁定套夹152，从而锁定锚固件座13(^、13( 、130(相对于骨锚固件11(^、11( 、110(的角度和锁定脊椎杆120相对于多个骨锚固件110A、110B、IlOC的位置。由于外科医生在外科手术中选择具有不同高度的不同锚固件座130A、130B、130C，在脊椎杆120和骨锚固件110AU110B、IlOC的头部(因此植入该骨锚固件的椎骨本体)之间的距离在ー个或多个脊椎高度之间不同，以便适应特殊脊椎高度的最佳偏移，从而减小复杂脊椎校正外科手术的难度，并实现完全的杆插入和解剖结构校正。偏移量能够通过选择锚固件座130A、130B、130C的高度来控制。例如，尽管当用于6mm脊椎杆120和Imm骨锚固件头部时标准锚固件座具有在25度下的大约4_偏移，但是具有4_高度的锚固件座可以在25度下具有大约5. 8_偏移(近似等于标准锚固件座的36度偏移)，且具有8mm高度的锚固件座可以在25度下具有大约7. 5mm的偏移(近似等于标准锚固件座的50度偏移)。在另一可选方案中，锚固件座有至少Imm偏移。在另一可选方案中，偏移在大约4-15mm的范围内。而且，由于底部装载的卡套式锚固件座130A、130B、130C的模块性，如果外科医生不能将脊椎杆120完全插入至特殊锚固件座130A、130B、130C中，则外科医生能够例如使用按钮仪器或钳子形夹紧仪器而从它的骨锚固件110A、110B、110C上取出该特殊锚固件座130A、130B、130C (例如第一锚固件座组件)，并由具有合适高度的锚固件座130A、130B、130C(例如第二锚固件座)来代替该特殊锚固件座，而不必取出或更换它的相应骨锚固件110A、110B、110C。使得任意特殊锚固件座130A、130B、130C相对于它的相应骨锚固件110A、110B、IlOC而取出和更换的灵活性(而不需要取出和更换相应骨锚固件110A、110B、110C)消除了普通椎弓根螺钉和杆结构植入处理的ー个最耗时和危险的方面。由于由多轴线椎弓根螺钉组件的不同高度和底部装载特性来提供的灵活性，脊椎 杆120能够通过单个小切ロ穿过多个锚固件座130A、130B、130C而引入。提供给脊椎固定系统100的各锚固件座130A、130B、130C的不同竖直偏移可以增加脊椎杆120相对于骨锚固件110A、110B、110C的头部的允许中间/侧向偏移。具体地说，可变高度锚固件座130A、130B、130C能够有脊椎杆120更小弯曲的结构，以便在脊椎变形校正过程中增加或减小脊柱前凸、脊柱后凸和/或冠状面弯曲。尽管已经对于底部装载的卡套式椎弓根螺钉组件介绍了本发明，但是由本发明提供的教导和优点可用于各种其它椎弓根螺钉系统，包括顶部装载、预装配、扭转以及推动-旋转的椎弓根螺钉组件。而且，本发明的椎弓根螺钉组件可以包括脊椎钩，而不是骨锚固件。而且，在锚固件座130A、130B、130C和套夹152中的杆接收槽道可以相对于锚固件座130AU30BU30C的纵向轴线偏移。形成说明书的一部分的附图通过示例和非限定的特殊实施例来表示，本发明的主题可以在该特殊实施例中实现。所示实施例进行了足够详细地介绍，以使得本领域技术人员能够实施这里所述的教导。其它实施例也可以使用和由此得出，使得在不脱离本发明范围的情况下可以进行结构和逻辑替换和改变。因此，这里的详细说明并不能认为是限制，各个实施例的范围只由附加权利要求以及要求保护的该权利要求的全部范围等效物来限定。本发明主题的这些实施例可以单独和/或共同称为术语“本发明”，这只是为了方便，而不是将本申请的范围自动限制为任意单个发明或发明概念(当实际上公开了多个吋)。因此，尽管这里表示和介绍了特殊实施例，但是应当知道，对于所示的特殊实施例，为了实现相同目的而考虑的任意结构也可以进行代替。本发明将覆盖各个实施例的任意全部变化或改变。本领域技术人员通过阅读上述说明显然清楚上述实施例的组合以及这里未特别说明的其它实施例。说明书摘要符合37C.F.R. § I. 72 (b)，从而需要使得读者能够快速了解技术发明的特征的摘要。应当知道，它并不是用于解释或限制权利要求的范围或意思。此外，在前面的具体实施方式
中，可以看见，各种特征在单个实施例中组合在一起，以便使得发明的公开简练。这种公开方法并不解释为反映了这样的意图，即要求保护的实施例需要比各权利要求明确所述更多的特征。而且，如下面的权利要求所述，本发明的主题少于单个所述实施例的所有特征。因此，下面的权利要求包含在详细说明中，且各权利要求自身能作为单独的实施例。
权利要求
1.一种成套工具，包括 多个骨锚固件，各骨锚固件都具有至少部分多轴线的头部和附接在所述头部上的杆； 多个锚固件座组件，各锚固件座组件都包括近端和远端，所述多个锚固件座组件中的每一个还包括杆接收槽道，所述杆接收槽道具有在锚固件座组件的近端附近的槽道近端以及终止于锚固件座近端和锚固件座远端之间的槽道远端，所述多个锚固件座组件中的至少两个锚固件座组件在锚固件座组件的远端和杆接收槽道的槽道远端之间具有不同高度；以及 多个锁定帽，所述多个锁定帽在锚固件座近端附近能与所述多个锚固件座组件连接，用于在所述多个锚固件座组件的其中一个杆接收槽道内相对于所述多个骨锚固件固定脊椎杆。
2.根据权利要求I所述的成套工具，其中锚固件座组件的杆接收槽道的偏移为至少Imm0
3.根据权利要求I所述的成套工具，其中在至少一个锚固件座组件的远端和同一锚固件座组件的槽道远端之间的高度为4_，同一锚固件座组件的杆接收槽道在25度下的偏移大约为5. 8mm。
4.根据权利要求I所述的成套工具，其中在至少一个锚固件座组件的远端和同一锚固件座组件的杆接收槽道的槽道远端之间的高度为8_，同一锚固件座组件的杆接收槽道在25度下的偏移大约为7. 5mm。
5.根据权利要求I所述的成套工具，其中锚固件座组件为模块式可互换的座组件。
6.根据权利要求I所述的成套工具，其中所述多个锚固件座组件中的每一个还包括可收缩套夹，所述可收缩套夹保持在锚固件座组件内部并邻近锚固件座组件的远端，所述可收缩套夹用于捕获和保持所述多个骨锚固件的其中一个骨锚固件的头部。
7.一种成套工具，包括 细长脊椎杆，所述细长脊椎杆部分地由纵向轴线来限定； 多个骨锚固件，各骨锚固件都具有至少部分多轴线的头部和附接在所述头部上的杆，所述头部具有中心部分； 多个锚固件座组件，各锚固件座组件都包括近端和远端，所述多个锚固件座组件中的每一个还包括杆接收槽道，所述杆接收槽道具有在锚固件座组件的近端附近的槽道近端以及终止于锚固件座近端和锚固件座远端之间的槽道远端； 多个锁定帽，所述多个锁定帽在锚固件座近端附近能与所述多个锚固件座组件连接，用于在所述多个锚固件座组件的其中一个杆接收槽道内相对于所述多个骨锚固件固定脊椎杆；以及 当杆固定在杆接收槽道内时，所述多个锚固件座组件中的至少两个锚固件座组件在杆纵向轴线和骨锚固件的头部的中心部分之间具有不同高度。
8.根据权利要求7所述的成套工具，其中当杆固定在相同锚固件座组件的接收槽道内时在杆纵向轴线和骨锚固件的头部的中心部分之间的高度为4_，相同锚固件座组件的杆接收槽道在25度下的偏移大约为5. 8mm。
9.根据权利要求7所述的成套工具，其中当杆固定在相同锚固件座组件的接收槽道内时在杆纵向轴线和骨锚固件的头部的中心部分之间的高度为8_，相同锚固件座组件的杆接收槽道在25度下的偏移大约为7. 5mm。
10.根据权利要求7所述的成套工具，其中骨锚固件与锚固件座组件预先装配。
11.根据权利要求7所述的成套工具，其中脊椎杆是弯曲的脊椎杆。
12.—种方法,包括 将多个骨锚固件锚固至多个椎骨本体中； 选择多个锚固件座组件，所述多个锚固件座组件中的至少两个锚固件座组件具有不同高度； 使得所述多个锚固件座组件与所述多个骨锚固件连接； 使得脊椎杆与所述多个锚固件座组件连接；以及 通过多个锁定帽使得多个锚固件座组件锁定在脊椎杆上。
13.根据权利要求12所述的方法，其中使得所述多个锚固件座组件中的至少一个与所述多个骨锚固件中的至少一个连接包括使得骨锚固件座组件卡套在骨锚固件上面。
14.根据权利要求12所述的方法，其中骨锚固件包括模块式的头部。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括使得骨锚固件锚固至脊椎的下部腰椎部分中；以及选择锚固件座组件的高度，从而在将脊椎杆锁定在锚固件座组件上之后使脊椎杆保持基本为直的。
16.根据权利要求12所述的方法，其中使得脊椎杆与所述多个锚固件座组件连接包括使得弯曲的脊椎杆与锚固件座组件连接。
17.根据权利要求12所述的方法，还包括至少部分防止脊椎杆弯曲。
18.根据权利要求12所述的方法，还包括至少部分防止脊椎杆完全插入。
19.根据权利要求12所述的方法，还包括取出一个或多个第一锚固件座组件；选择第二锚固件座组件，所述第二锚固件座组件具有与取出的第一锚固件座组件的高度不同的高度；以及使得第二锚固件座组件与骨锚固件连接。
全文摘要
本发明公开了一种微创系统和方法，用于使得脊椎杆与植入多个椎骨本体内的多个骨锚固件连接。选择有不同竖直高度的多个底部装载的多轴线锚固件座组件(130A、130B、130C)来卡套在植入的骨锚固件(110A、110B、110C)的头部(124)上面，且脊椎杆(120)更容易引入和固定在骨锚固件上。作为该多个多轴线锚固件座组件的特征的多个不同高度使得外科医生能够在脊椎校正过程中在外科手术中选择用于特殊脊椎高度的合适偏移。
文档编号A61B17/70GK102686174SQ200980162446
公开日2012年9月19日 申请日期2009年11月18日 优先权日2009年11月18日
发明者E·麦克迪维特, J·卡波佐利, R·P·雅各布, T·基尔 申请人:斯恩蒂斯有限公司