用于外科的保持系统的固定装置和工具的制作方法
【专利摘要】一种用于外科的保持系统的固定装置，具有保持件(1)和带有球窝关节的固定件(2)，该球窝关节可通过偏心环(12)的转动在该保持件(1)内被锁定。关节窝(8)限定出该球窝关节的关节内表面(15)，关节头(3)限定出球窝关节的关节外表面(9)。当偏心环(12)相对于关节窝(8)夹紧关节头(3)时，通过这三个零件即关节窝(8)、关节头(3)和偏心环(12)中的至少一个的形状来明确限定该球窝关节的三个接触部位的位置，所述三个接触部位锁定该球窝关节。
【专利说明】用于外科的保持系统的固定装置和工具
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于外科的保持系统领域，尤其涉及根据相应的独立权利要求前序部分的用于外科的保持系统的固定装置、用于外科的保持件和用于外科的保持系统的工具。
【背景技术】
[0002]例如，用于固定断骨的外科用保持系统通常由板构成，该板借助螺钉被固定到骨头中。所述板有多个开口，螺钉以不同的角度被拧入所述开口。出自同一 申请人:的W02010/121388A1公开了一种外科用保持系统，其中，螺钉的关节头与板内的关节窝一起构成一个球窝关节。螺钉在关节窝中的方位取向可利用构型为偏心的夹紧环来固定。为此，夹紧环可转动地支承该板并在转动时夹紧到螺钉的关节头上。
[0003]此时出现以下问题，当夹紧时，球窝关节和夹紧环的形状造成，一方面在关节头和夹紧环之间且另一方面在关节窝和夹紧环之间恰好出现两个接触点。这是由加工误差造成的零件形状不理想的结果。因此，虽然零部件可通过夹紧环的进一步强力夹紧而塑性变形并产生其它的接触点，但做不到两个接触点限定出关节头可相对于关节窝转动的轴线，以至于所述连接并非在所有的情况下都被正确锁定。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的任务是给出上述类型的用于外科的保持系统的固定装置和用于外科的保持件，其消除了上述缺点。
[0005]本发明的另一个任务是给出一种工具，借此能可靠简单地锁定或解锁该固定装置，并且也可以拧紧或拧松该螺钉。
[0006]用于外科的保持系统的固定装置、用于外科的保持件和工具完成了该任务，它们具有相应的独立权利要求的特征。
[0007]为了外科保持系统而预设的固定装置具有至少一个保持件和一个固定件，它们能机械地相互联接。该保持件具有关节窝，而该固定件具有关节头。所述关节窝和关节头在其形状方面最好至少部分相互对应并共同形成一个球窝关节。球窝关节的运动可借助夹紧件被锁止。该固定装置的夹紧件具有偏心形状的环，该环在环转动时相对于关节窝卡紧和/或夹紧该关节头。关节窝和偏心环的环内表面共同限定出关节套的关节内表面，所述关节头支承于该关节套中，其中该关节头的外球面与关节内表面对置。在这里，当偏心环相对于关节窝夹紧关节头时，通过三个零件即关节窝、关节头和偏心环中的至少一个的形状来明确限定球窝关节的三个接触部位的位置，所述接触部位锁定球窝关节。
[0008]这不同于以下的连接系统，在这里，例如在关节内表面和/或球面上存在光滑的或带有槽纹、有条纹的或以其它方式结构化的表面。这样的表面导致许多接触部位，它们的位置取决于偶然性，因此未被明确限定。而在此提出的固定装置中有至少三个接触部位，这不排除在某些几何形状条件下在这些部分上没有出现变形的情况下还存在第四个明确限定的接触部位。另外，也不排除在逐步夹紧时出现其它的接触部位，但其位置未被限定。
[0009]由此可以实现，所述螺钉以可相对自由选择的角度拧入骨头中，并且由于在关节窝(带有夹紧件)和关节头之间的三点连接，与螺钉准确位置无关而且角度稳定地将螺钉与所述板锁定在一起。
[0010]无论该偏心环布置成在保持件上还是在固定件上可转动，其通常一方面本身关于球窝关节中心点偏心安置，即可绕一个不经过该中心点的轴线转动。另一方面，由于该环基本呈圆柱形所致的内表面和由该环基本呈圆柱形所致的外表面不是相互同心的，所述内表面至少局部或逐点地与固定件接触，所述外表面至少局部或逐点地与保持件接触。
[0011]根据为用于外科的保持系统设置的固定装置的一个变型，它具有至少一个保持件和一个固定件，它们能机械地相互联接。该保持件具有关节窝，而该固定件具有关节头。所述关节窝和关节头的形状最好至少局部相互对应并共同形成一个球窝关节。球窝关节的运动可借助夹紧件被锁止。固定装置的夹紧件具有偏心形状的环，其在该环转动时相对于关节窝卡紧和/或夹紧该关节头。该关节窝和该偏心环的环内表面共同限定出关节套的关节内表面，关节头安装在该关节套中，其中关节头的外球面与该关节内表面对置。此时，要么该关节内表面具有恰好两个或恰好三个朝内突出的接触区，要么该关节外表面具有恰好两个或恰好三个朝外突出的接触区，其中当该偏心环相对于关节窝夹紧该关节头但在这些部分上没有发生变形时，在所述关节内表面和关节外表面之间恰好有三个接触部位或者恰好有四个接触部位。
[0012]关于术语要注意，一般，概念“接触区”(大多呈突出的接触区形式)表示由元件即关节窝、关节头或夹紧件的形状预先确定的、因而自身也能在该元件上识别出的设计结构。而概念“接触部位”表示点或区域，在所述点或区域中夹紧时所述元件相互贴靠并传递或产生最大的力。接触部位具体出现在哪里取决于所述元件的相对布置和其接触区的位置。其中一些接触区成为接触部位。与在接触区产生一些接触部位相反，其它的接触部位一般如此产生，即，一个或尤其是两个接触区从关节的对置一侧起被压向所述元件。
[0013]在一个实施方式中，该偏心环布置成在该保持件上可转动，并且在偏心环相对于保持件转动时，该偏心环本身或被偏心环移动的中间件被压到关节外表面或关节头上。
[0014]所述环的外表面具有旋转对称的形状，所述环可沿该外表面在保持件中转动。环内表面形成与关节头的接触面并且可以形成至少近似球面的部段。当夹紧件转动时，该接触面压迫到该关节头的球缺形外表面上。
[0015]因此，在所述环内表面和关节窝的区域内关于该关节头存在两个或三个相对于该区域的其余点向内突出的接触区，和/或在该球面上存在两个或三个相对于该球面的其余点向外突出的接触区。
[0016]在一个实施方式中，该偏心环布置成在该固定件上可转动，并且当偏心环相对于固定件转动时，该偏心环本身或者被偏心环移动的中间件被压迫到关节内表面或者关节窝上。
[0017]根据各不同的实施方式，通过偏心环的变形在两个相应的接触区产生了例如所限定的接触部位中的两个，尤其在沿偏心环周面延伸的易弯部位的两侧或者两端(沿周面看)。在别处关于本发明所描述的、具有在偏心环上的突出的接触区的实施方式原则上也可以利用包含偏心环变形的变型方案来实现。
[0018]根据各不同的实施方式，该关节内表面具有恰好两个或恰好三个向内突出的接触区，而球面没有向外突出的接触区。关节内表面的这些接触区可以在所述环和/或关节窝上形成，其中所述突出的接触区的总数应该小于或等于三、四或五。一般有利的是，可根据不同的实施例形成的所限定的接触部位，在一个平面上的投影观察至少近似均匀分布在该球窝关节的关节面上，在所述平面内延伸有保持件。
[0019]通常，例如以下的接触区和由此得出的接触部位的组合是可行的:
[0020]1.环上有三个突出的接触区，关节窝上没有突出的接触区。当夹紧时，取决于由误差导致的不准确性，关节窝的一个接触部位承受通过所述环上的三个突出的接触区传入关节头的夹紧力。于是，在该接触部位和该环的与该接触部位对置的两个接触区之间出现了也在以下组合形式中出现的情况，即，结果是在夹紧时在环上有两个接触部位，在关节窝上有一个接触部位。
[0021]2.环上有两个突出的接触区，关节窝上没有突出的接触区。环上的这两个接触区在夹紧时将关节头压到一个接触部位上，该接触部位在两个接触区与关节头中心的连线的角平分线上，但与所述两个接触区对置。即，当该环处于夹紧位置时，该接触部位的地点由所述两个接触区限定并且与所述两个接触区一起形成在所述关节窝/环和关节头之间的三点连接。结果，在环上有两个接触部位，在关节窝上有一个接触部位。
[0022]3.环上有两个突出的接触区，关节窝上有一个突出的接触区。后者布置在上述接触部位所处的地点。结果，也是在环上有两个接触部位，在关节窝上有一个接触部位。
[0023]4.环上有一个突出的接触区，关节窝上有两个突出的接触区。与第三组合方式相似，将在环上的那一个接触区布置在关节窝的两个接触区与关节头中心的连线的角平分线在对置侧穿过环内表面的地方。结果，在关节窝上有两个接触部位，在环上有一个接触部位。
[0024]5.环上没有突出的接触区，关节窝上有两个突出的接触区。类似于第二组合方式，在该环上的那一个接触区位于该关节窝的两个接触区与关节头中心的连线的角平分线在对置一侧穿过该环内表面的地方。结果，在这里也是在关节窝上有两个接触部位，而在环上有一个接触部位。
[0025]6.环上没有突出的接触区，关节窝上有三个突出的接触区。类似于第一组合方式，关节窝的所述三个接触区中的随机一对首先在该环内表面上产生一个接触部位。于是，伴随所述随机一对出现了根据前一组合方式的情况，即在关节窝上有两个接触部位而在环上有一个接触部位。
[0026]在所有的组合方式中各有另一个变型，即承受夹紧力的所述三个接触区或接触部位不在经过球面中心点的一个平面内。在此情况下，由两个对置的突出的接触区所限定的接触部位的地点总是在一个平面内，该平面延伸经过每条角平分线并且垂直于两个突出的接触区的连线。可发生该关节头在一个或多个所述接触区或者接触部位上滑脱，直到出现第四接触部位。也可能出现当元件逐步夹紧时且在至少一个所述元件变形时产生第四接触部位。由于第四接触部位，这些接触部位可如此分布，即，两个接触部位在所述环上，两个接触部位在所述关节窝上；或者一个接触部位在所述环上，三个接触部位在所述关节窝上。
[0027]环上的接触区可以如此布置，在环上有一个接触部位的情况下，两个接触区的连线与偏心环中心轴线呈小于180度的角度；和
[0028]当环上有两个接触部位时，该角度小于170度且尤其小于100度。
[0029]关节窝上的接触区可以基本均匀地布置在用于固定件的穿通机构的周围，其中该穿通机构延伸经过保持件和关节窝。
[0030]在一个实施方式中，偏心环布置成在固定件上可转动并且关节头具有中间件，该中间件通过偏心环的转动可被压到保持件的关节窝上并由此形成第一接触部位并锁定该球窝关节。此时，关节头具有至少两个部段，它们关于关节头与中间件对置，其中所述至少两个部段中的每一个限定或形成一个接触区和进而该球窝关节的另一个接触部位。即，该环不接触保持件，而是只通过中间件压到保持件上。因此，又明确限定出三个(或例如四个)接触部位。
[0031]相反，根据一个类似的实施方式，偏心环可布置成在保持件上可转动并且该保持件具有中间件，中间件通过偏心环转动可被压到固定件的球面并由此形成第一接触部位并且锁定该球窝关节。此时该关节窝具有至少两个突出的接触区，它们关于关节窝中心与该中间件对置，其中所述至少两个突出的接触区中的每一个限定或者形成该球窝关节的另一个接触部位。即，该环不接触该固定件，而是只通过中间件压到固定件上。
[0032]在一个实施方式中，偏心环布置成在固定件上可转动，并且偏心环的一部分通过偏心环的转动可被压到保持件的关节窝上并由此形成第一接触部位并锁定该球窝关节。此时，关节头具有至少两个部段，它们关于关节头与第一接触部位对置，其中所述至少两个部段中的每一个限定或形成一个接触区和进而球窝关节的另一个接触部位。由此一来，又明确限定出三个(或例如四个)接触部位。
[0033]该球窝关节可如此实现，所述关节头和关节窝(除了接触区外)都具有相互匹配的球面。在本发明的另一个实施方式中，该关节窝只在局部区域呈球形，在其余区域朝向夹紧件敞开地例如呈圆锥形。此外该局部区域在保持件的与夹紧件对置的一侧，其余区域在该局部区域和夹紧件之间。在第三实施方式中，该关节窝构型为完全朝向夹紧件敞开，优选呈圆锥形。在本发明的第二和第三实施方式中，由于关节头的球形而连同该关节窝一起形成球窝关节连接并且突出的接触区可相应地布置。
[0034]根据另一个实施方式，该关节窝只由三个接触区构成，并且没有关节窝的任何其它点接触到关节头。
[0035]在一个实施方式中，该固定件是基本上关于该固定件的纵轴线旋转对称构成的，其中延伸经过三个所限定的接触部位的一个平面不包含该纵轴线。即，如果该纵轴线在垂直于或者近似垂直于该保持件平面延伸的平面内，在若干接触部位之间的距离就会受到保持件厚度的限制。保持力矩因接触部位的接近而又将会比较小。为了在锁定球窝关节时获得尽量高的保持力矩，上述接触部位的平面可尽量平行于保持件的平面。如果所述环安装在保持件上，则基本上也就是所述环的平面或环平面(确切地说:垂直于保持件内的偏心环的转动轴线的一个平面)。
[0036]在一个实施方式中，该保持件延伸在一个平面内并且具有这样的平面，该平面延伸经过所述三个所限定的接触部位，相对于保持件的平面或者偏心环的环平面形成最大45度角度。
[0037]在一个实施方式中，在所述三个所限定的接触部位之间的最小距离等于至少关节头直径的0.8倍。
[0038]在一个实施方式中，该保持件或固定件(视偏心环设置在哪一个上)具有锁定件用于关于相对于保持件或固定件的转动而锁定固定该偏心环。以便偏心环能以“待定”位置被供货和保存，而不必在安装固定件时首先被带到该位置。该锁定件可以是在相关的构件上的成形结构，或者是一个单独零件。当使环脱离锁定位置时所述环例如弹性弯曲。
[0039]该夹紧件的外表面可以具有凸缘和/或圆锥形，其对应于保持件内的环槽形状。该夹紧件可以具有一个或多个导向机构，其适用于工具介入以便进行夹紧运动。例如所述一个或两个或更多的侧凹形开口用于引入使偏心环转动的工具。
[0040]在用于外科的保持件上形成一个或多个关节窝，其带有相应的环槽。
[0041]原则上，所述的固定装置也可以被用在其它应用场合，例如在机械制造中用于支座或者三脚架等。例如它可被用在木质结构中或一般用在要相互粘接的部分的连接中，做法是两个部分在施加胶粘剂之后借助于该固定装置被相互旋紧并且以预张力相互牵引。当胶粘剂硬化且稳定时，该固定装置的这些零部件可被取掉。
[0042]一种例如用于固定、锁定和松开如上所述的固定装置的工具具有:
[0043]*带有内工具尖的内柄杆，
[0044]*带有外工具尖的外柄杆，
[0045]其中，内柄杆布置在外柄杆中并可相对于外柄杆沿两个柄杆的纵轴线移动。
[0046]在一个实施方式中，该工具可无需工具地被拆分为至少两个单元，做法是至少该内柄杆和与之相连的其它部分作为第一单兀与作为第二单兀的外柄杆和与之相连的其它部分可无需工具地分开并再连接。
[0047]在一个实施方式中，该工具是可拆分的，做法是这两个单元可如此相互分离，首先，这两个单元通过沿所述工具纵轴线移动被带到某个位置，随后，这两个单元在绕纵轴线转动后可被相互取下。
[0048]在该工具的一个实施方式中，所述工具尖的其中之一被构造用于与随之转动的零件钩接，其中对应于该工具尖的柄杆是弯弹性且抗扭构成的。如果该工具尖与待转动的零件钩接，则该工具可以在施加转矩时不滑脱。这在外科作业中是重要且有利的。但此时可能不利的是，工具纵轴线的倾斜可能对待转动零件施以力矩。因此缘故，设置柄杆的弯弹性部分。
[0049]在该工具的一个实施方式中是外工具尖被构造用于钩接随之转动的零件，因而外柄杆是在弹性区域内弯弹性但抗扭构成的。为了外柄杆能弯曲，要么内柄杆自身在沿外柄杆的长度的同一区域内应也是弯弹性的，要么留有用于外柄杆弯曲的空间。后者例如可如此做到，内柄杆被向内收进到该区域完全空出的程度，或者当外柄杆处于工作位置时内柄杆在该弹性区域的位置具有缩窄部。
[0050]在该工具的一个实施方式中，它具有尤其用于外柄杆的非对称作用的转矩限制部件。
[0051]由从属权利要求得到了其它的优选实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0052]以下，结合如附图所示的优选实施例来详细描述发明主题，附图分别示意示出了:
[0053]图1至图4包括在环上的接触区的固定装置及其零件；
[0054]图5夹紧环的替代实施方式；
[0055]图6至图11在包括保持件上的接触区的实施方式中的固定装置及其零件；
[0056]图12至图15包括在关节头上的接触区的实施方式；
[0057]图16至图19包括在关节头上的接触区的另一实施方式；
[0058]图20至图24包括螺纹环的固定装置；
[0059]图25至图27用在固定装置中的钻套；
[0060]图28用于转动所述环和固定件的工具，其带有回撤的环工具；
[0061]图29工具，其具有前移的环工具；
[0062]图30分解的清洁用工具；
[0063]图31所述工具的分解视图；以及
[0064]图32至图34转矩限制部件的工作原理。
[0065]在附图中，相同的或作用相同的零部件原则上带有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0066]图1示出了固定装置，它具有保持件1、固定件2以及夹紧件12。图2以剖视图示出各不同零件。带有关节头3的固定件2被置入保持件I中，该保持件具有用于固定件2的承座，该固定件带有关节窝8。固定件2具有用于工具的承座6和柄杆4。柄杆4穿过保持件I的穿通机构20。该柄杆例如配设有螺纹5并能被拧入待固定或待稳固的基材如骨头中。通过由关节窝8和关节头3构成的球窝关节，固定件2可在保持件I内转动运动。但保持件I无法沿固定件2平移运动。该球窝关节可通过夹紧件或环12被固定或锁定。该环具有开口 17并与之对置地具有易弯部位7，该易弯部位设置用于简化在保持件I的环绕的环槽10中安装该环12。
[0067]图3以两个不同的视图3a和3b单独示出了环12，而图4示出了装到保持件I内的环12。借助夹紧件或环12上的开口 17能实现环12的张缩。因此，夹紧件12可被压缩并被置入环槽10。通过该环上的凸缘13和环槽10上的匹配的凸肩11，夹紧件12被锁定而不会跳弹出。代替凸缘或除此之外，环12和环槽10也可相互对应地构型为锥状。在环内表面14上有接触区16，所述接触区相对于环内表面14的其它区域向内突出，所述其它区域用于支承关节头3的部分球内表面15。
[0068]锁定机构的基本工作方式在开头提到的W02010/321388A1有详细描述。例如，环槽10布置成相对于关节头3的中心且必要时也相对于固定件2的纵轴线是偏心的。通过转动该夹紧件12，使夹紧件12的环内表面14的中心移动，因而相对于关节窝8锁定或放开关节头3。
[0069]对于所有的实施方式适用的是:关节窝8与夹紧环12的环内表面14的组合构成具有内表面或关节内表面的关节套，所述内表面或关节内表面可以是球内表面15，关节头3如此安装在其中，S卩，环内表面14和/或关节窝8具有突出的接触区16，存在清楚限定的区域，当环12夹紧时在该区域内有夹紧力施加于关节头3。该区域限定出至少三个点，关节头3被保持在所述至少三个点上并因此明确限定其方位取向。
[0070]适用于图1至图4的实施方式的是，所述突出的接触区16在夹紧时在环内表面14的其它区域之前首先接触到关节头3的球面9并对关节头3施力。由此一来，关节头3朝向关节内表面或球内表面15的一个对置点被压迫到关节窝8上，该点构成作为用于固定关节头3的另一接触部位的第三点。如果关节头3在该点滑落，其中该关节头例如绕两个接触区16之间的连线转动，它可撞到球内表面15的、最终限定关节头3运动的第四点。利用这种通过三个点或最多四个点的固定(所形成的接触区和由此导致的接触部位)，关节头3的和进而固定件2的方位取向被可靠限定并通过夹紧力被固定在该接触区或接触部位上。
[0071]图5示出了环12的另一实施方式。该环具有外开口 21a并相应具有该环的较薄而易弯的区域(关于在环平面内的弯曲)。就是说，外开口 21a从外表面朝向环中心的方向伸入环中。环中心可以是没有突出的成形结构的常规的关节内表面或球内表面15。当环12在保持件I和固定件2 (图5未示出)之间夹紧时，环12在易弯区内不通过环槽10的侧面被支承在保持件内并且向外变形(图5虚线所示，为了看得更清楚起见而带有很夸张的变形)。在易弯部位开始或结束的过渡区21b内，最大的压力出现在关节头3和环12的内表面14之间。这对应于另外两个接触区16a，它们因而与由此出现在保持件2上的一个对置接触部位一起将关节头3夹紧并保持在三个点上。两个接触区16a以及在保持件2上的对置接触部位的位置因此由在环12上的过渡区21b的位置来明确限定。
[0072]图6以另一实施方式示出了固定装置，而图7以剖视图示出它。零部件的形状和功能原则上相同，区别在于在环12上没有突出的接触区16，而是在保持件I的关节窝8上有作为部分关节内表面或球内表面15的突出的接触区16，例如在穿通机构20区域内。图8示出从关节窝8 一侧朝向带有装入的环12的保持件I观察的平面图，图9是同一视图但没有环12。图10示出从下方即从穿通机构20—侧观察的平面图。图11示出带有装上的环12的保持件I的横截面图。
[0073]锁定件19伸入环槽10中并插入在环12的凸缘13上对应的凹处22 (见图3a和3b)。锁定件19可以如图所示因结构缘故由所装入的销实现，但也可根据其它实施方式作为在保持件I上的环槽10的一部分来形成。通过锁定件19和环上的凹处的合作，该环可以根据凹处的设计构造锁止并保持在规定位置，在此位置上可顺利装入该固定件2。和/或环12的转动运动可被限制到预定范围。这样的锁定件19当然也可在图1至图4的实施方式中实现。
[0074]环12的开口 17和/另一开口 21可以呈侧凹口状形成。于是，用于转动环12的工具可被引入该开口 17、21，并且通过绕环12的转动轴线转动而与环钩接。就是说，例如该工具被引入开口 17、21所穿过的区域小于位于开口 17、21内部的区域。由于沿着固定件或工具的轴线有拉力，故工具不会滑脱出所述开口 17、21。该工具借助该环的突出于开口 17、21的一部分之上的部段被挡住。该部段的侧面可倾斜形成，从而当工具绕轴线转动时该工具被拉入开口 17、21中。相似的情况也适用于环12的一个或多个其它部段，如在图3b中可见，例如适用于在易弯部位区域与开口 17、21对置的另一开口 21。在图3b中用虚线示出了在开口 17两侧的侧凹口区域的位置。这样的侧凹口状开口 17、21可以在图1至图4的实施方式中以及图5至图10的实施方式中实现。
[0075]相似的情况适用于图6至图11的实施方式，突出的接触区16与关节窝8的其它区域相比在夹紧时先接触到关节头3的球面9并对关节头3施力。由此，关节头3朝向关节内表面或球内表面15的一个对置点被压迫到环内表面上，该点构成用于固定关节头3的另一接触部位。利用通过三个点或最多四个点(所形成的接触区和由此导致的接触部位)的这种固定，关节头3的和进而固定件2的方位取向被可靠限定并通过夹紧力被固定在接触区或接触部位。
[0076]图12至图15示出包括关节头上的接触区的实施方式的不同视图和截面，其中环12布置成可在关节头3上转动。关节窝8的关节内表面15可以是没有突出的成形结构的常规的球内表面。环12是偏心环并且布置成可绕关节头3的中心部43转动，即可绕一偏心轴线转动，该轴线不等同于固定件2的纵轴线并且没有延伸经过球窝关节的中心点。关节头3有三个部段42，其中一个部段以下被称为中间件41且可如此形成，它与其它部段相比就径向力而言是更有弹性的。这三个部段42、41围绕关节头3的周面大致均匀分布设置，在径向上位于环12外，其外表面的形状对应于关节头3的球面9。当环12转动时，环12的逐渐增厚的部段可在中心部43和中间件41之间移动，由此，中间件41在径向上被向外压迫并被压向保持件I的关节内表面15。由此，关节头3在中间件41和另外两个部段42之间被夹紧和锁定。就是说，限定出关节上的接触部位的三个突出的接触区16由所述部段42的和中间件41的外表面限定。
[0077]图16至图19示出包括关节头上的接触区的另一实施方式的不同视图和截面，其中环12布置成可在关节头3上转动。关节窝8的关节内表面15可以是没有突出的成形结构的常规的球内表面。环12是偏心环并可绕关节头3的中心部43转动，可绕一偏心轴线转动，该轴线不等同于固定件2的纵轴线并且没有延伸经过球窝关节的中心点。关节头3具有两个相对短的部段42。这两个部段42设置在三个围绕关节头3周面大致均匀分布的部位中的两个部位上，在径向上位于环12之外。在这些部段42的外表面上其形状对应于关节头3的球面9。在所述三个部位中的第三部位上，在环12和关节窝8的关节内表面15之间可形成一个接触部位。为此，可通过环12的转动将偏心环12的比较厚的部段压向关节内表面15。由此，关节头3在该接触部位和另外两个部段42之间被夹紧锁定。就是说，两个突出的接触区16由两个部段42的外表面构成。它们限定出关节上的三个接触部位:一方面是两个接触区16，另一方面是在环12上的与所述两个接触区16或部段42对置的部位。
[0078]图16至图19的实施方式的缩短的部段42也能被用在图12至图15的实施方式中，反之，图12至图15的实施方式的较大的部段42也能被用在图16至图19的实施方式中。在图12至图19的实施方式中，与在图6至图11的实施方式中一样，关节窝8可以具有多个突出的接触区16。
[0079]图20至图24示出了固定装置，在该固定装置中，螺纹环12a布置成可在关节头3上转动。该螺纹环可绕经过球窝关节中心点的轴线转动，即不是关于关节头3偏心设置的。关节头3在周向上具有多个部段42，它们通过缝相互隔开并由此能被向外压迫。部段42的内表面(沿径向看)呈圆锥形，并且螺纹环在其外周面呈相应的外圆锥面。通过将螺纹环12a拧紧到中心部43上，这些部段42被向外压迫并压向关节窝8，由此将关节锁定。
[0080]在图1至图24中分别示出了用于外科的保持件的局部。完整的用于外科的保持件I最好具有多个用于固定件2的承座。当用在脊柱上时，也可使用仅有一个关节的实施方式。
[0081]图25和图26以视图和横截面图示出了要用在固定装置中的钻套30。钻套30具有圆柱形的引导开口 31用于引导钻具。引导开口的内径因此对应于规定的钻具外径。在外表面上，钻套30与关节头一样形成，具有外球面34并因此与关节窝8和环12 —起构成一个球窝关节。因此，通过转动该环12，也可以锁定该球窝关节。多个钻套30能够与连接件或者连接横条32相互连接。连接横条32构成防丢机构并且允许简单操纵一组钻套30。连接横条32可由弹性材料构成并且可具有补偿区33，从而钻套30本身可单独运动，尤其用于调节其在关节窝8内的方位取向。钻套30例如由在身体内可分解的可吸收材料制造，因而在钻孔时出现的碎屑或磨损碎渣不是麻烦。图27示出带有止挡35的钻套30，该止挡限制钻套30在关节窝8内的转动。止挡35可以是突出的环或者多个呈环状布置的突出件，它们设置在一个垂直于引导开口轴向的平面内。由此，它们根据相对于保持件I表面法线的最大角度偏差限制了钻套的转动。
[0082]钻套30被用于在安装或拧入固定件或螺钉2之前引导用于通常在骨头中预钻孔的钻具。为此，钻套30可在使用前被装入保持件I中或在被提供时已装在其中。在使用保持件I之前，钻套30可根据需要来定向，随后借助环12被锁定。接着，保持件I被置入关于待保持的骨头的期望最终位置并借助钻套30在骨头中形成钻孔。如果在钻孔后要在钻其它孔之前装入相应的固定件2，则可以除去相应的钻套30。此时，连接横条32在其它的还要被装入的钻套处被切断或者例如在理论断裂部位(未示出)被断开。
[0083]为了操作固定装置，即为了转动且尤其是拧动固定件2并且为了转动和进而锁定或解锁所述环12，可以使用如在图28至图31中以各剖视图和视图示出的工具。该工具作为主要组成部分具有:
[0084]*带有内工具尖117的内柄杆103。该内柄杆例如对应于固定件2的承座6形成。内工具尖117因此可根据常见类型的螺丝刀来形成，例如一字型螺丝刀、交叉型螺丝刀、十字型(Phillips)螺丝刀、米字型(Pozidriv)螺丝刀、六角螺丝刀或者星型(Torx)螺丝刀。内柄杆103安装在手柄109上。
[0085]*带有外工具尖116的外柄杆114，该外工具尖可对应于环12的一个或多个开口17、21形成，例如呈侧凹口状，从而外工具尖116钩在所述一个或多个开口 17、21中，由此防止工具滑脱并且可以可靠地传递力或转矩至该环。外柄杆114安装在伸缩套107上。
[0086]外柄杆114和伸缩套107相对于内柄杆103和手柄109沿纵轴线即沿轴向可相互移动。此时内柄杆103在外柄杆114内例如同轴地延伸。在第一移动位置(图28),外柄杆114被收入，从而可使用内工具尖117。在第二移动位置(图29)，外柄杆114被抽出，从而可使用外工具尖116。
[0087]为了在所述两个移动位置上锁定而设有锁定件106。为了解除锁定而设有释放件105，其可通过释放按钮101来操作(图31)。锁定件106具有锁止头106a以及具有在端部带有锁定凸起106c的弹性锁舌106b。锁定凸起106c从内侧锁定在伸缩套107的后锁止槽或前锁止槽118、119上。在第一移动位置(图28)，所述锁定凸起锁定在前锁止槽119内，在第二移动位置(图29)，所述锁定凸起锁定在后锁止槽118内。为了解除锁定，克服弹簧102的力地向内按压释放按钮101，由此释放件105分别借助于释放销105a移动至锁舌106b上并将锁舌106b向内压，进而也将锁定凸起106c向内压并脱离锁止槽。
[0088]如果所述释放在第一移动位置(图28)发生，即在外柄杆114缩入时发生，则伸缩套107与外柄杆114 一起通过弹簧110被向前顶。为了在使用内工具尖117时在意外操作释放钮101的情况下外工具尖116不碰到例如所述板或环，设有用于限制该运动的制动机构。为此，沿锁舌106b和锁定凸起106c运动的伸缩套107的内表面可具有压缩部位或制动部位108，其沿锁舌106b运动方向位于后锁止槽118之前。如果伸缩套107向前运动，则锁舌106b在制动部位108顶到伸缩套107的内表面，被向内顶并由此在外工具尖116到达内工具尖117区域之前制动伸缩套107的运动。为了把外柄杆114带到最前方的完全抽出的移动位置，用手向前拉伸缩套107，直到锁舌106b锁定在后锁止槽138内(图29)。
[0089]当使用所述工具时，转矩从手柄109被分别传递给起效的工具尖116、117:
[0090]*如果内工具尖117起效，则转矩通过以下部分传递:手柄109-螺钉或销123 (在图28、29中看不到)_锁止头106a-销104-内柄杆103-内工具尖117。
[0091]*如果外工具尖116起效，则转矩从内柄杆103开始经过以下部件继续传递:内柄杆103-内柄杆的缝120-伸缩套107的销111-伸缩套107-转矩限制部件112-外柄杆114-外工具尖116。
[0092]所述内柄杆的缝120在内柄杆103的纵向上延伸，从而伸缩套107的销111不管移动位置如何伸入该缝120。
[0093]所述的转矩限制部件112设置在伸缩套107的前端和外柄杆114的端件114a之间。端件114a利用固定在伸缩套107上的套头部113被拉向转矩限制部件112。此时可以在套头部113和端件114a之间设置滑动件124以减小摩擦。
[0094]该工具可以无需工具地拆分，以满足医用器械的卫生规定(图30)。为此，一方面拆下带有释放按钮101的释放件105，而另一方面拆下带有外柄杆114的伸缩套107。
[0095]*为了拆下伸缩套107，内柄杆的缝120具有两个部段，销111能在其中滑动:第一部段120a用于转矩传递，其长度对应于两个移动位置，第二部段120b用于拆卸伸缩套107。这两个部段120a、120b相互平行延伸，在内柄杆103的周向上相互错开。第一部段120a的长度有限并由此限制伸缩套107沿内柄杆103的运动。反之第二部段120b继续延伸向内柄杆103的尖并且朝向所述尖敞开。在过渡部位120c，第二部段120b延伸入第一部段。因此，为了拆卸，该伸缩套107可通过轴向移动而被带入一个移动位置，在该移动位置上该销111处于过渡部位120c。随后，可使伸缩套107绕轴向转动，由此，销111进入第二部段并且能从内柄杆103抽出伸缩套107。另外，根据一个实施方式，在过渡部位120c，缝120与在第一部段120a中相比较浅，并且销111通过弹簧被压入该缝120中。于是，必须在伸缩套107转动时施加附加力以向外顶压该销111。这得到了防止意外拆卸的安全性。
[0096]*为了拆下释放件105，在释放指内有一道缝121，例如销104径向伸入该缝。当压下释放件105时，缝121沿销104移动，其中释放件105在所述工具纵向上的移动受到缝121长度的限制。缝121具有侧开口，因而当该开口位于销104高度时，释放件105可绕所述工具纵轴线转动，随后可以将释放件105抽出。
[0097]在迄今的描述中总是只提到内柄杆的缝120和在缝中延伸的销111。应明白，为了更好的力传递，还可以有两个、三个或更多的缝120和相应的销113围绕工具周面分布。
[0098]因为根据一个实施方式该外工具尖116能例如与固定件2的环12钩接在一起，故可基于该工具所形成的杠杆臂而在固定件2上产生大的力。这可能导致该固定件或进而与之相连的断骨受损和/或移位。为了避免这种情况，外柄杆114可以弯弹性地但抗扭地构成或者具有弹性区域115，该弹性区域相对于外柄杆114的其它区域具有较高的弹性，尤其是具有弯弹性，但却是抗扭的以便能传递转矩。例如，为此可以在外柄杆114上设有按照螺旋联结形式呈螺旋形的切口，或者可以装入扭簧。为了内柄杆103不妨碍外柄杆114的弯曲，内柄杆103被构造成在弹性区域115的高度(在外柄杆被抽出时)且进一步向前朝向内工具尖117逐渐变尖。
[0099]转矩限制部件112可具有两个相互压紧的弹动件，它们通过摩擦产生转矩。或者，图32至图33示出非对称作用的转矩限制部件112的变型的工作方式。分别示出了上环112a和下环112b的一部分，它们通过力F在轴向上即平行于所述工具纵向被相互压紧。这两个环112a、112b具有相互对称形成的凸起112c。多个这样的凸起112c围绕环112a、112b在周向上有规律地分布。在所述两个环之间设有多个球或滚子112d。如果这些环112a、112b绕轴向彼此相对转动，则它们通过滚子112d滚开，直到滚子112d位于凸起112c。根据凸起侧面的斜度，在每个凸起上在水平方向上施加所述力的多倍或一小部分以使环112a、112b相互分开。结果得到相应的最大转矩，此时转矩限制部件旋转一圈。通过凸起112c两个侧面的不同斜率，可分别选择两个转动方向上的最大转矩。在所示的例子中，在图32中在第一转矩时开始抬起上环112a和进而旋转一周。根据凸起112c的截面变化，由限制部件产生的反力矩在根据图33的位置上已经又减小。在反向转动中，对应于在相反侧的较陡斜面(图34)，反向转动一圈所需要的最大转矩要高许多。
[0100]对于所述的工具，通过固定装置的结构和材料来确定锁定该固定装置时(如通过顺时针转动)的最大力矩。反之，针对解锁，调节至更高的最大力矩。
【权利要求】
1.一种用于外科的保持系统的固定装置，具有保持件(I)和固定件(2)，它们能机械相互联接，其中该保持件(I)具有关节窝(8)而该固定件(2)具有关节头(3)，其中所述关节窝(8)和关节头(3)相互对应形成并构成一个球窝关节，该球窝关节的运动能借助夹紧件被锁定，其中该夹紧件是偏心环(12)，该偏心环在该关节头(3)相对于该关节窝(8)转动时夹紧，其中该关节窝(8)限定出该球窝关节的关节内表面(15)，该关节头(3)限定出该球窝关节的关节外表面(9)，其特征是，当该偏心环(12)相对于该关节窝(8)夹紧该关节头(3)时，通过这三个零件即关节窝(8)、关节头(3)和偏心环(12)中的至少一个的形状来明确限定该球窝关节的三个接触部位的位置，这三个接触部位锁定该球窝关节。
2.根据权利要求1所述的固定装置，其中，该偏心环(12)布置成在该保持件(I)上可转动，并且在该偏心环(12)相对于该保持件(I)转动时,该偏心环(12)本身或者被该偏心环(12)移动的中间件(41)被压到该关节外表面(9)上。
3.根据权利要求1所述的固定装置，其中，该偏心环(12)布置成在该固定件(2)上可转动，并且在该偏心环(12)相对于该固定件(2)转动时，该偏心环(12)本身或被该偏心环(12)移动的中间件(41)被压到该关节内表面(15)上。
4.根据权利要求1至3之一所述的固定装置，其中，不是该关节内表面(15)具有恰好两个或恰好三个向内突出的接触区(16)，就是该关节外表面(9)具有恰好两个或恰好三个向外突出的接触区，此外当该偏心环(12)相对于该关节窝(8)夹紧该关节头(3)但在这些零件上还没有出现变形时,在所述关节内表面(15)和关节外表面(9)之间存在恰好三个或四个接触部位。
5.根据权利要求1至4之一所述的固定装置，其中，所述关节内表面(15)具有恰好两个或恰好三个向内突出的接触区(16)，而尤其是所述关节外表面(9)不具有向外突出的接触区。
6.根据权利要求1至5之一所述的固定装置，其中，该偏心环(12)具有两个突出的接触区(16)。
7.根据权利要求1至5之一所述的固定装置，其中，通过该偏心环(12)的变形而在两个接触区(16)出现所限定的接触部位中的两个，尤其是在一个沿该偏心环(12)的周面延伸的易弯部位的两侧。
8.根据权利要求6或7所述的固定装置，其中，所述两个接触区(16)的连线相对于该偏心环(32)的中心轴线形成小于170度的角度，尤其形成小于100度的角度。
9.根据权利要求1至8之一所述的固定装置，其中，该关节内表面(15)在该保持件(I)的与该偏心环(12)对置的一侧具有三个突出的接触区(16)，这些接触区基本均匀布置在用于该固定件(2)的穿通机构(20)的周面上。
10.根据权利要求1至4之一所述的固定装置，其中，该关节外表面(9)具有恰好两个或恰好三个向外突出的接触区，而尤其该关节内表面(15)不具有向内突出的接触区(16)。
11.根据权利要求1、3、4、9或10所述的固定装置，其中，该偏心环(12)布置成在该固定件(2)上可转动，该关节头(3)具有中间件(41)，该中间件可通过该偏心环(12)的转动被压迫到该保持件(I)的关节窝(8)上并由此形成第一接触部位并且锁定该球窝关节，而且该关节头(3)具有至少两个部段(42)，所述两个部段关于该关节头(3)与该中间件(41)相对设置，其中所述至少两个部段(42)中的每一个限定出一个接触区(16)且进而限定出该球窝关节的另一个接触部位。
12.根据权利要求1、3、4、9或10所述的固定装置，其中，该偏心环(12)布置成在该固定件(2)上可转动，并且该偏心环(12)的局部可通过该偏心环(12)的转动被压迫到该保持件(I)的关节窝(8)上，由此形成第一接触部位并锁定该球窝关节，并且该关节头(3)具有至少两个部段(42)，所述两个部段关于该关节头(3)与第一接触部位相对设置，其中所述至少两个部段(42)中的每一个限定出一个接触区(16)且进而限定出该球窝关节的另一个接触部位。
13.根据前述权利要求之一所述的固定装置，其中，该固定件(2)被构造成关于该固定件(2)的纵轴线是基本旋转对称的，并且经过所述三个所限定的接触部位的一个平面不包含该纵轴线。
14.根据前述权利要求之一所述的固定装置，其中，该偏心环(12)位于一个环平面内，并且经过所述三个所限定的接触部位的一个平面相对于该环平面具有最大45度的角度。
15.根据前述权利要求之一所述的固定装置，其中，在所述三个所限定的接触部位之间的最小距离至少等于该关节头(3)的直径的0.8倍。
16.根据前述权利要求之一所述的固定装置，具有用于就相对于该保持件(I)的转动而言锁止固定该偏心环(12)的锁定件(19)。
17.根据前述权利要求之一所述的固定装置，其中，该偏心环(12)具有至少一个侧凹开口(17)用于引入用于转动该偏心环(12)的工具。
18.根据前述权利要求之一所述的固定装置，具有一个或多个钻套(30)，该钻套具有用于引导钻具的圆柱形引导开口(31)和外球面(34)，该外球面与该保持件(I)的关节窝(8)的关节内表面(15) —起形成一个球窝关节，并且可选地具有止挡件35用于限制钻套在该关节窝(8)内转动。
19.一种尤其用于固定、锁定和松开根据前述权利要求之一的固定装置的工具，具有带有内工具尖(117)的内柄杆(103)和带有外工具尖(116)的外柄杆(114)，其中该内柄杆(103)设置在该外柄杆(114)内并可相对于该外柄杆(114)沿所述两个柄杆的纵轴线移动。
20.根据权利要求19所述的工具，它可无需工具被如此拆分成至少两个单元，即至少作为第一单兀的该内柄杆(103)和与之相连的其它部分与作为第二单兀的该外柄杆(114)和与之相连的其它部分可无需工具地分离和再连接。
21.根据权利要求20所述的工具，它可如此拆分，即所述两个单元可相互分离，做法是这两个单元通过沿该工具的纵轴线移动被带到某个位置，随后，这两个单元在绕该纵轴线转动后可被相互拆开。
22.根据权利要求19至21之一所述的工具，其中，一个工具尖(116，117)被构造用于钩住要随之转动的零件，并且对应于该工具尖(116，117)的柄杆(114，103)构型为弯弹性但抗扭的。
23.根据权利要求19至21之一所述的工具，其中，该外工具尖(116)被构造用于钩住要随之转动的零件，并且该外柄杆(114)构型为在弹性区域(115)内是弯弹性但抗扭的。
24.根据权利要求23所述的工具，其中，当该外柄杆(114)处于工作位置时，该内柄杆(103)在该弹性区域(115)的位置具有缩窄部。
25.根据权利要求19至24之一所述的工具，具有尤其用于该外柄杆(114)的非对称作用的转矩限制部件。
【文档编号】A61B17/88GK104254286SQ201380018446
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年2月5日 优先权日:2012年2月6日
【发明者】V·沃彻尔, M·A·穆勒 申请人:克里霍克股份公司