用于矫正长骨畸形的骨科设备的制作方法
【专利摘要】用于矫正长骨(11)畸形的骨科设备(10、110、210、310)，包括：纵向杆(12)，该纵向杆沿轴(Y-Y)延伸，并位于长骨(11)旁边；用于第一组骨螺钉(16)的至少一个第一夹具(14、214、314)；以及用于第二组骨螺钉(20、22)的第二夹具(118)；第一夹具和第二夹具均可旋转地安装在所述纵向杆(12)上，其中，第一夹具(14、214、314)位于支撑基座(21、221、321)上，反之，该支撑基座(21、221、321)安装在所述纵向杆(12)上，所述第一夹具可借助旋转连接件、相对于所述支撑基座绕给定旋转轴(X-X,X’-X’,Z-Z)作角度运动，其中，所述旋转连接件包括公元件(35；235,236,237,238；333,334)和相应的母元件(36；250,254,255；336,337)，所述公元件与所述第一夹具(14、214、314)相关联、并具有至少部分为圆柱形的表面，所述母元件与所述支撑基座(21、221、321)相关联、并具有至少部分为圆柱形的表面，该表面构成与所述公元件(35；235,236,237,238；333,334)松松连接的座。
【专利说明】用于矫正长骨畸形的骨科设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于矫正长骨畸形的骨科设备。
[0002]所述设备包括:沿给定轴延伸的纵向杆，能够置于骨外；以及至少一个第一夹具，用于第一组骨螺钉；第二夹具，用于第二组骨螺钉；其中，所述夹具可拆卸地安装在所述纵向杆上，其中，所述第一夹具装载在支撑基座上，该支撑基座又安装在所述纵向杆上、并可通过旋转连接件、相对于纵向杆绕给定旋转轴旋转。
【背景技术】
[0003]为了矫正矫正长骨的某些畸形，现有技术中是将长骨切成两段或两段以上，并将两段骨头在正确的位置彼此接触，以允许纤维软骨骨痂的形成。
[0004]在现有技术中，当畸形为弯曲(不是长骨的自然弯曲)、即所谓的“成角畸形”时，除了使段与段彼此接触之外，还需要调节两段的相互角位置，以重新设定长骨正确的自然形状。
[0005]通常，需要一种骨科设备，在该设备中可以基于须被矫正的畸形长骨的形状和弯曲度来调节骨螺钉的相互角位置，从而调节段与段之间的相互角位置。
[0006]为了将两段保持在正确的位置，已知是采用前述类型的骨外骨科设备，即采用这样的设备:包括置于长骨外侧的纵向杆，在该纵向杆上可滑动地安装有夹具，该夹具分别夹着一组组的骨螺钉。
[0007]所述骨螺钉被锁定在骨段内，以使这些骨段彼此保持接触。
[0008]更具体地，本 申请人:的专利申请VR97A000013中发明了一种骨科设备，该设备包括角度调节装置，用于调节两个夹具的相对于彼此的角度。特别地，两个夹具之中的其中一个夹具安装在支撑基座上，该支撑基座通过旋转连接件安装、可绕平行于所述纵向杆的纵向轴的基本纵向的轴旋转。更具体地，所述支撑基座安装在一中间结构上，该中间结构通过基本横向的轴铰接至一支架，该支架再可围绕一纵向轴旋转地安装在纵向杆上。
[0009]预知止动螺钉阻止了支撑基座相对于纵向轴的旋转，以及支架分别相对于中间结构和纵向杆的旋转。
[0010]夹具的角位移通过螺钉渐渐发生，该螺钉的一端铰接至所述中间结构，而螺钉另一端具有包覆六角形，且螺钉的中间部分与所述支架在螺母板内结合为一体。
[0011]现有的骨科设备，虽然有些优点，也基本满足要求，但还是有一些缺点需要克服。
[0012]现有骨科设备的主要缺点是:角度可动的第一夹具只能安装在导向杆的一端，这便限制了对纵向杆的整个延伸长度的应用。
[0013]现有骨科设备的另一缺点是:所述角度可动的夹具使得该骨科设备整体尺寸偏大，有损其实用性，且使病人使用起来不舒服。
[0014]因此构成本发明的基础的技术问题是:设计一种骨科设备，其结构能够克服前述现有技术的缺点。
【发明内容】
[0015]前述技术问题通过一种前述类型的骨科设备来予以解决，其中，所述旋转连接件包括与第一夹具相联的公元件，该公元件至少部分地具有圆柱表面，且该公元件被松松地容纳在相应的母元件内，该母元件是用于容纳所述公元件的座，并与所述支撑基座相联。
[0016]基本上，构成本发明之基石的创意是:使母座内的圆柱形公元件的旋转连接件直接处于所述夹具和所述支撑基座之间。这一结构使得所述骨科设备的整个外形被保持得较低，且可以将所述夹具设置在沿所述纵向杆的任何位置。
[0017]本发明的另一优点是:位于所述公元件的至少部分圆柱表面和相应的母座之间的旋转连接件，其中，公元件被母座松松地容纳，使得可以获得很宽的角位移行程，同时使所述夹具和相应基座能够被设置在沿所述纵向杆的任何位置。
[0018]此外，这一连接件使获得的骨科设备整体紧凑、块头最小。
[0019]具有圆柱形公元件和直接位于第一夹具与支撑基座之间的相应母座的旋转连接件的另一优点是:可开发出各式各样的可互换实施例，这些实施例根据需要和待矫正的骨骼畸形而具有不同的旋转连接件。
[0020]特别地，在第一实施例中，所述骨科设备被配置为:所述旋转轴垂直于一平面，该平面通过所述纵向杆和所述骨螺钉，从而使得，第一组骨螺钉相对于其他组骨螺钉在所述平面上的角度位置可以作向着或背离所述骨的调节。
[0021]在这第一实施例中，优选地，所述第一夹具包括圆柱形突起，该突起具有与所述旋转轴一致的轴，因此所述突起起到类似公元件的作用，并被容纳于形成在支撑基座内的圆形孔中。
[0022]优选地，所述支撑基座和所述第一夹具具有基本为矩形的形状，其分别具有长边和短边，且所述圆柱形突起和所述圆形孔以最大可能直径延伸于支撑基座下颌的两条相对长边之间，从而确保旋转过程中的最大稳定性。
[0023]在第一实施例中，为了导引角位移，设计有一个导引槽，该导引槽为圆弧形，其中心位于所述旋转轴上，其中，所述导引槽形成在第一夹具上，且夹紧螺钉插入所述导引槽中、并拧入所述支撑基座中。
[0024]优选地，为了实现角位移，设有包括传动螺钉的压缩器/牵引器，该压缩器/牵引器可旋转地连接至第一夹具和第二夹具，更特别地，所述压缩器/牵引器通过杠杆连接件连接至第一夹具，所述杠杆连接件具有相对于所述旋转轴横向延伸的臂。该杠杆连接件减小了用户需要施加以实现角位移的力。
[0025]在第一实施例中，第二夹具包括两个颌，这两个颌直接安装在所述纵向杆上。
[0026]与第一实施例不同，在第二实施例中，所述第二夹具可关于所述纵向杆、在相对于所述纵向杆的轴为横向的方向上移动，该移动为向着和背离所述骨的线性往复运动。这种线性运动使得必要时可以补偿角位移后所述骨的位移。
[0027]优选地，在该第二实施例中，第二夹具安装在托架上，且该第二夹具可借助传动螺钉相对于所述托架作线性移动，所述传动螺钉旋转但并不移位，且该传动螺钉的杆身插入并被轴向保持在所述托架的孔内，并通过螺纹连接至所述第二夹具。
[0028]在根据本发明的骨科设备的第三实施例中，第一夹具既可以相对于支撑基座作角度运动，即:围绕与通过骨螺钉的平面正交的轴进行角位移；又可以相对于支撑基座作线性运动，即:当靠近和远离所述骨时，在横向方向上，分别作平行于所述平面的线性往复运动。
[0029]基本上，在第三实施例中，借助于同样的第一夹具，实现角位移和线性位移，以在必要时补偿由于所述角位移而引起的骨的位移。因此，在该第三实施例中，第二夹具不是可移动型的，但其像第一实施例中那样，包括两个颌，该两个颌直接安装在所述纵向杆上。
[0030]在该第三实施例中，为了既进行角位移又进行线性位移，所述骨科设备包括两根传动螺钉，这两根传动螺钉旋转但不移位，且在用于容纳公元件的母座的侧面处插入并轴向保持于所述支撑基座的相应孔内，并在公元件的侧面处拧入第一夹具中，其中，两根传动螺钉一起被驱动、以相反方向旋转，以产生角位移；且这两根传动螺钉还一起被驱动、按相同方向旋转，以实现线性往复运动。
[0031]优选地，在该第三实施例中，第一夹具包括上颌和下颌，这两个颌通过两个夹紧螺钉闭合在一起，其中，下颌具有基本为U形的形状，且在单独的主体内，包括:具有基本为矩形的中央块，两个侧部附件，这两个附件以悬挂方式相对于所述中央块侧向伸出，并位于所述中央块的底部，在中央块的四角处分别设有圆柱形副翼，这些副翼构成公元件，用于第一夹具的角位移。
[0032]所述传动螺钉螺旋拧入每个侧部附件中。
[0033]该第三实施例的支撑基座包括基本为平板状的主体，该主体中形成有基本为矩形的凹部，该凹部在侧面形成有侧边缘，其中，面向凹部的侧面上的每条侧边缘均具有倒置的L形部分，该L形部分形成两条直线滑动导轨，所述凹部和凹部上的两条滑动导轨作为用于容纳四个副翼的座，从而容纳所述公元件。
[0034]在每一侧边缘插入相应的传动螺钉，并通过弹性销将所述传动螺钉保持住，所述弹性销被容纳在形成于传动螺钉的头部和杆部之间的凹槽内。
[0035]在第四实施例中，第一夹具可相对于纵向杆、绕一轴作角度运动，所述轴平行于纵向杆的轴，以允许骨螺钉的摆动式角位移。本实施例中的骨科设备适于放置在具有自然弯曲度的长骨的侧面处，所述长骨例如股骨。第一夹具以这样的弯曲度放置，并相对于所述旋转轴倾斜，从而使之能够触及具有骨螺钉的长骨。借助插入在支撑基座内、并螺旋拧入第一夹具中的锁定螺钉，将第一夹具锁定在理想的角度位置。
[0036]在第四实施例中，第一夹具包括上颌和下颌，这两个颌通过锁定螺钉闭合在一起，其中，下颌大致呈C形，并包括大致为矩形的中央板状体，以及位于侧部的第一圆柱形主体和第二圆柱形主体，这两个圆柱形主体均具有与所述旋转轴一致的轴，且所述圆柱形主体构成公元件。
[0037]所述支撑基座大致为C形，且包括基本为板状的矩形中央主体，第一夹具的板状体放置在支撑基座的所述中央主体上，支撑基座的两侧为第一环状主体和第二环状主体，这两个环状主体均具有与旋转轴一致的轴，且该环状主体上形成有圆柱形的孔，用于松松地容纳所述第一和第二圆柱形主体。因此，这种环形主体作为用于容纳公元件/圆柱形主体的座。
[0038]所述锁定螺钉优选被插入在支撑基座的第二环形主体中的槽内，并螺旋拧入第一夹具的第二圆柱形主体中。
[0039]优选地，在该第四实施例中，第二夹具不是可移动型的，但是像第一实施例中一样，包括两个颌，这两个颌直接固定在纵向杆上。
[0040]根据本发明的骨科设备的进一步的特征和优点将随着下文中【具体实施方式】部分的描述而更加清楚，所述【具体实施方式】部分参照附图以示例而非限制的方式描述了本发明。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]图1是根据本发明第一实施例的骨科设备的轴测图；
图2是图1中骨科设备的一个夹具的分解图；
图3是图2中夹具的轴测图；
图4是图3中夹具的平面图；
图4a展示了被分成三段的长骨和具有T型截面杆的本发明骨科设备；
图5为沿图4中V-V线的剖视图；
图6为图3中夹具的支撑基座的俯视轴测图；
图7为图2中夹具的下颌的仰视轴测图；
图8为图7中颌的俯视轴测图；
图9为图1中骨科设备的另一夹具的轴测图；
图10为图9中夹具的平面图；
图11为沿图10中X1-XI线的剖视图；
图12为图1中骨科设备的插件的轴测图；
图13为图1中骨科设备的连接件的轴测图；
图14为根据本发明第二实施例的骨科设备的前视图；
图14a为根据本发明第二实施例的骨科设备的轴测图；
图15为图14中骨科设备的夹具的轴测图；
图16为图15中夹具的平面图；
图17为沿图16中XVI1-XVII线的剖视图；
图18为图14的夹具的托架的仰视轴测图；
图19为图15的夹具的下颌的仰视轴测图；
图20为图15的夹具的详细的轴测图；
图21为图20中夹具的分解图；
图22为图15的夹具的仰视图；
图23展示了图15的夹具所用的螺钉；
图24为根据本发明第三实施例的骨科设备的前视图；
图24a为根据本发明第三实施例的骨科设备的轴测图；
图25为图24、24a所示骨科设备的夹具的轴测图；
图26为图25中夹具的俯视图；
图27为沿图26中XXVI1-XVII线的剖视图；
图28为展示图25中夹具的细节的轴测图；
图29为图20中夹具的分解轴测图；
图30为图25的夹具的仰视图； 图31为沿图30中XXX1-XXXI线的剖视图；
图32为图25中夹具的下颌的俯视图；
图33为沿图32中XXXII1-XXXIII线的剖视图；
图34为图25中夹具所用的螺栓的轴测图图35为根据本发明第四实施例的骨科设备的轴测图；
图36为处在不同工作状态下的图35所示骨科设备的轴测图；
图36a为图35中设备的侧视图；
图37为图35中设备所用的夹具的轴测图；
图38为图37中夹具的平面图；
图39为沿图38中XXXIX-XXXIX线的剖视图；
图40为图37中夹具的详细的轴测图；
图41为图40中夹具的分解轴测图；
图42为沿图40中XLI1-XLII线的部分剖视俯视图。
【具体实施方式】
[0042]在附图中，附图标记10、110、210、310指根据本发明不同实施例的骨科设备，这些骨科设备用于矫正长骨11的畸形，所述长骨例如胫骨或股骨。特别地，如附图所示，为了矫正所述畸形，长骨11被截成两段11a、Ilb (图1)，或者被双部位截骨而截成三段11a、lib、lie。
[0043]特别地，图1至13涉及根据本发明第一实施例的骨科设备10。
[0044]这种骨科设备10包括杆12，该杆12在下文中也称为“纵向杆”，该杆12例如用合成材料如Orthtek WF?、环氧树脂基碳纤维拉挤复合材料、或者Peek CA30?制成。杆12也可由例如铝合金制成。所述杆12沿给定轴Y-Y延伸、横向放置并基本平行于长骨11。根据本发明的骨科设备还包括至少一个第一夹具14，用于夹住第一组骨螺钉16，该第一组骨螺钉16拧入长骨的第一段Ila中；所述骨科设备还包括第二夹具18，用于夹住第二组骨螺钉20，该第二组骨螺钉20拧入长骨的第二段Ilb中。这些夹具也可以用具有钢、钛合金或招合金制插件的Peek〔〕八30〔?材料制成。
[0045]在图1的例子中，骨科设备10还包括用于夹住第三组骨螺钉22的第三夹具19，所述第三组骨螺钉22被拧入长骨的第三段Ilc中。
[0046]这三个夹具14、18和19都可拆除地安装在纵向杆12上。
[0047]特别地，第二夹具18和第三夹具19彼此完全相同(图9、10和11)，且它们中的每一个均包括上颌23和下颌24，这两个颌在两个夹紧螺钉25、26的作用下合拢；所述夹紧螺钉优选由钢和/或钛合金制成，不过也可采用其它材料。每个颌均包括横向槽，该横向槽构成用于容纳骨螺钉20、22的横向座29。
[0048]弹性环33用硅或其它材料制成，安装在上颌23中的合适槽内，用于给夹紧螺钉25、26提供摩擦力。
[0049]相对于上颌23而言，下颌24是固定的，所述上颌23可以被引导得向着或背着所述下颌24移动。当然，相对于杆12而言，下颌24不是固定的，相反，下颌24可以在杆12上滑动，就像车辆一样。
[0050]这一下颌24大致呈T形，具有竖向芯部27，该芯部27为倒T字形，并可滑动地插入在与之相匹配的、纵向杆12的倒T字形槽15内，且该芯部27被锁定螺钉28锁定在给定的纵向位置。
[0051]特别地，锁定螺钉28从下方插入纵向杆12的纵向孔中，并拧入夹具18、19的下颌24中。
[0052]下颌24也具有侧鳍，用于在上下颌受到弯矩作用时，防止两个颌打开。
[0053]如图9、10、11所示，螺钉25、26、28不是直接拧入夹具体内，例如下颌24体内，而是拧入相应的中空插件30、31、32内，所述插件优选由钢或铝或钛合金制成，具有内螺纹，且大致呈圆柱形。
[0054]这些插件30、31、32也可具有外螺纹，并通过螺纹连接锁定在下颌24中。
[0055]其中一个插件30如图12所示。
[0056]特别地，根据本发明各实施例的骨科设备10、110、210、310还具有一些同样的插件，以供锁定螺钉拧入其中。为说明书的简明起见，下文中将省去对这些插件的描述。
[0057]与夹具18和19不同，第一夹具14安装在支撑基座21上，该支撑基座21可滑动地安装在所述纵向杆12上。
[0058]借助母元件套着公元件的旋转连接件，夹具14可相对于支撑基座21作角位移，从而相对于纵向杆12、绕给定旋转轴作角位移，所述给定旋转轴例如轴X_X(见图2)，该轴X-X垂直于通过所有骨螺钉16、20、22的平面，以调节所述平面上骨螺钉16相对于其它骨螺钉20和22的角度位置，从而调节与这些骨螺钉相连的长骨各段IlaUlb和Ilc之间的角度位置。
[0059]特别地，为了允许角位移发生，所述骨科设备10包括圆柱形突起35 (图5和7)，该圆柱形突起构成公元件，与夹具14相联，并松松地被容纳在圆形孔36 (图6)中，该圆形孔作为容纳所述公元件的母座，并与支撑基座21相联。
[0060]特别地，在本实施例中，第一夹具14包括上颌37 (不要与第二和第三夹具18、19的上颌23混淆)和下颌38 (不要与下颌24混淆)，上颌37构成夹具14的可拆除的盖，而下颌38构成夹具14的固定基座，上颌37和下颌38均大致呈矩形。
[0061]特别地，下颌38的尺寸大于上颌37，该下颌38具有短边38a、38b和长边38c、38d，且在其短边38b处包括弯曲状的横向延伸部51。
[0062]更特别地，下颌38包括前述的圆柱形突起35。这种圆柱形突起35从下颌38的侧面伸出，与面向上颌37的人相对。
[0063]与夹具18和19类似，第一夹具14也具有横向座39，以接纳骨螺钉组16，第一夹具14还具有两个锁定螺钉40、41 (图5，不要与其它夹具18和19的夹紧螺钉25、26相混淆)，用于将上颌37和下颌38合拢。
[0064]支撑基座21 (图6)包括大致呈矩形的板状体，该板状体具有弯曲的短边21a、21b和直的长边21c、21d，以及具有大致呈T形的横截面形状，其横截面具有构成用于支撑夹具14的支撑件的上翼42和竖向下芯部43，该芯部43的形状与夹具18和19的竖向芯部的形状相同，都是倒T字形，所述芯部43可滑动地插入在纵向杆12的纵向槽15内。
[0065]如上所述，在支撑基座21中形成有通孔36，构成用于容纳公元件的座，将圆柱形突起35松松地容纳于其中。
[0066]从图中还可看出，圆柱形突起35和圆形孔36占据了相当大的一部分，特别是它们以最大可能直径延伸于下颌38和支撑基座21各自的两条相对的长边38c、38d、21c、21d之间，所述最大可能直径例如为36_。
[0067]有了这种结构，借助圆柱形突起35在支撑基座21的相应圆孔36中的旋转，第一夹具14可绕轴X-X作角度移动。
[0068]为了引导所述夹具14绕轴X-X作角位移，所述骨科设备10包括导向槽50，该导向槽50为弧形，其中心处在X-X轴上，所述导向槽形成在下颌38的横向延伸部51上。导向槽50的弧形延伸足够大，例如，所述槽的弧度约为50°，特别是当靠近长骨11时高达25°的角位移，以及当远离长骨11时低至-25°的角位移。
[0069]为了将夹具14锁定在相对于支撑基座21的任何角度位置，夹紧螺钉52从上方插入导向槽50中，并拧入插在支撑基座21内的带内螺纹插件中。
[0070]从图中可以看出，根据所述骨科设备10的另一方面，夹具14的下颌38也直接固定至纵向杆12。
[0071]基本上，夹具14也连接至纵向杆12。特别地，夹具14的下颌38包括连接件53，该连接件53从圆柱形突起35处、以小于突起35的尺寸同轴伸出，并具有大致为T字形的形状。实际上，这一连接件53横向插入纵向杆12的T形槽15内、并可在其中滑动。由于其与T形相对的形状，连接件53将第一夹具14限制在纵向杆12的槽15中，且只有当其从槽15内退出时，这种限制才能解除。
[0072]更特别地，连接件53的末端部分49为圆柱形，以增进其在槽15内关于轴X_X的角位移。
[0073]为了将夹具14稳定地锁定在纵向杆12上的预设轴向位置，夹紧螺钉55插入纵向杆12的纵向通孔13中、以及插入支撑基座21的圆孔36中，并拧入装有圆柱形插件57的孔56中，所述圆柱形插件57形成在连接件53中。为了锁定夹具14的支撑基座21与纵向杆12之间的角度，必须夹住螺钉52。
[0074]为了实现由第一夹具14承载的骨螺钉16相对于支撑基座21的角位移，骨科设备10包括压缩器/牵引器58 (图1)，该压缩器/牵引器58可以可拆除地连接在第一夹具14和第二夹具18之间。
[0075]所述压缩器/牵引器58包括传动螺钉54，该传动螺钉54具有螺纹柄61，且其两端具有第一头部59和第二头部60,其中，第一头部59面向第一夹具14,第二头部60面向第二夹具18，二者均为包覆六角形。通过使用应用于这种包覆六角形上的工具，可以相对于第一内螺纹套62操纵螺钉54，所述第一内螺纹套62套住螺钉54。
[0076]特别地，螺钉54的螺纹柄61通过连接件65连接至第一夹具14，所述连接件65可以用钢、铝合金或塑料材料如尼龙和硅制成，如图13所示，其中，所述连接件65通过带内螺纹的第一套62连接至第二夹具18，螺纹柄61螺纹接合与所述第一套62中，其中所述第一套62具有接合销，该接合销插入形成在第二夹具18的上颌23上的配合孔64中。
[0077]特别地,连接件65包括基本为平板状的主体(板状体)66,该板状体66的下侧有四个接合销67，这四个销67被按压插入到夹具14上下颌37、38上的相应接合孔68中，所述连接件65还具有臂69，该臂69的自由端设有至少一个眼70，螺钉54的螺纹柄61松松地连接至所述眼70。特别地，眼70可被轴向保持在螺钉54的第一头部59和拧在螺钉的螺纹柄61上的内螺纹环之间。
[0078]为了借助骨科设备10来矫正骨搬移，需要进行以下步骤。
[0079]对长骨进行截骨术后，借助骨科设备10使长骨的第一个两段以正确的相互位置彼此接触，不过在第二段和第三段之间留有一空间。特别地，最初，第二夹具18和第三夹具19可滑动地插入在纵向杆12的槽内，并通过夹紧螺钉28固定在预设位置。生成硬皮以后，借助压缩器/牵引器58拖动夹具18，以使第二段Ilb和第三段Ilc接触。夹具14与支撑基座21 —起可滑动地插入在纵向杆12的槽内。特别地，夹具14下颌的圆柱形突起35插入在支撑基座21的圆孔36中，连接件53与支撑基座21的竖向芯部43 —起插入在纵向杆12的槽内。
[0080]夹具14通过螺钉52锁定至支撑基座21，并与支撑基座21 —起通过螺钉55锁定至纵向杆12。
[0081]三个夹具14、18、19的下颌24、38和上颌23、37之间插入并固定有骨螺钉16、20、22，这些骨螺钉拧入长骨的各段中。
[0082]选择第一夹具14、第二夹具18以及第三夹具19在纵向杆上的相互位置，以使两段骨头彼此接触，从而便于纤维软骨骨痂的形成。
[0083]之后，为了将两段骨头的角度位置调整一个给定的角度，通过平按钮66的接合销67的插入，以及第二夹具18上的套62的接合销的插入，来安装所述压缩器/牵引器58。
[0084]夹紧螺钉52和55最初为松弛状态，以允许夹具14的角位移发生。
[0085]因此，通过在特定旋转方向上、在第一末端59或第二末端60处旋转压缩器58的螺钉54，使夹具14绕轴X-X发生角位移，该角位移使夹具14相对于支撑基座21靠近或远离所述长骨。特别地，通过在一个旋转方向上旋转压缩器58至第一末端59，使夹具14发生多达+25°C的正的角位移，再通过于第二末端60处旋转，使夹具14发生多达_25°C的负的角位移。
[0086]到达正确的角度位置后，借助螺钉55的最终夹紧，将第一夹具14锁定至纵向杆12，并借助螺钉52的最终夹紧，将第一夹具14锁定至支撑基座21。
[0087]根据这一实施例的骨科设备的第一个优点是，由于夹具的圆柱形表面置于支撑基座的圆孔中这样的连接，可以以相对较小的夹具整体块头获得角度位置的调节。
[0088]此外，圆柱形表面在圆孔中的旋转连接使得可以获得很宽的角位移，最大为50°。
[0089]另一个优点是由圆柱形突起的大直径和圆孔带来的。事实上，由于这种配置，使得公元件和相应的座之间有了很大的接触面积，这可确保所述设备在旋转过程中的高度稳定性。
[0090]另一有利方面是，无需消除夹具上下颌之间的夹紧就可获得夹具相对于支撑基座的角位移。基本上，在进行角位移时，骨螺钉可被保持在上下颌之间，从而有利于简化用户对所述设备的使用。
[0091]另一个优点是由夹具14的连接件与纵向杆12之间的稳定连接所提供的。事实上，当松开夹紧螺钉55和52以允许角位移发生时，或者当夹紧螺钉55意外松动或丢失时，由于有了连接件53的稳定连接，故而不存在夹具14意外露出或旁落的风险。
[0092]另一个优点是由连接件的横向臂提供的。这一臂允许压缩器被设置在一平面上，该平面相对于所述旋转轴有位移，从而降低了当调节螺钉被拧入时要获得夹具的角位移所需要的力。
[0093]有利地，所述旋转系统由圆柱形导向件所引导，所述圆柱形导向件尺寸较大，从而提供了精确的旋转、并使应力分布在很大的面积上，从而降低了抓握的风险。
[0094]此外，通过位于四个相对于旋转中心的对称点的连接，施加角度矫正力，形成负载的正确分布。所述角度矫正力也被施加至高杠杆臂，减小为形成相同抵抗弯矩所需施加的力。
[0095]此外，在有些长骨变形的情形下，就像在本实施例中一样，简单的角位移就足够了，而不需要像接下来的两个实施例中那样，用线性位移进行补偿。特别地，对于小的角度矫正，常常不需要用位移进行矫正，这使所述系统更简单更划算，因为可以在切线上进行角度矫正，在此处，对于小角度变化，所述位移较小(如对图14的描述所述)。
[0096]参见图14至23，其展示了根据本发明又一实施例的骨科设备10。
[0097]在这些图中，那些相同的部件以及具有相同功能的、已经描述过的部件均采用相同的附图标记，在此不再详述。
[0098]骨科设备10包括:安装在具有倒T字形槽15和纵向孔13的纵向杆12上的第一夹具14，该第一夹具14固定在支撑基座21上，其中，纵向杆12、第一夹具14以及支撑基座21与第一实施例中所描述的相同。第一夹具14支撑固定至第一骨段的第一组骨螺钉16。
[0099]骨科设备10还包括用于第二组骨螺钉20的第二夹具118，所述第二组骨螺钉20被容纳在夹具118的相应的座129内。
[0100]两个夹具14、118通过压缩器/牵引器58连接在一起，所述压缩器/牵引器58如第一实施例中所述。
[0101]第二夹具118与前一实施例中的第二夹具18不同，可以相对于纵向杆12发生位移，相对于轴Y-Y横向移动，进行靠近和远离长骨11的往复运动。
[0102]特别地，夹具118安装在托架121上，并可相对于托架121位移、进行往复运动。这种运动是通过传动螺钉152获得的，所述传动螺钉152旋转但并不位移，特别是其具有插入并轴向保持在托架121的孔中的柄152b，并通过螺纹连接至夹具118，这些将在下文予以详述。
[0103]特别地，第二夹具118包括下颌124和上颌123，该上下颌具有大致为矩形的形状，在夹紧螺钉125和126的作用下闭合在一起。
[0104]更特别地，第二夹具118的下颌124在其两侧分别具有横向延伸部127、128，在该横向延伸部上形成有横向孔132、133，形成肩部127a、128a。
[0105]下颌124还包括向着托架121伸出的附件131。在这样一个附件131中，形成有孔135，该孔中设有相应的内螺纹插件30，该插件和描述图12时述及的插件相同，其中拧入了传动螺钉152。
[0106]槽134与孔135对齐，以容纳传动螺钉152的柄152b。
[0107]第二夹具118的上颌123和下颌124之间形成有四个孔137，用于接纳压缩器/牵引器58的接合销63。
[0108]托架121基本为矩形板状体形式，所述矩形板状体具有短边121a、121b和长边121c、121d以及大致为T字形的横截面形状，其具有竖向芯部142，该芯部142如同支撑基座21 —样，也具有倒T字形截面，以便可滑动地插入在纵向杆12的槽15中。
[0109]托架121的主体具有基本为矩形的凹部130，该凹部130从长边121c的边缘延伸至靠近对边121d处，并在长边121d上形成侧壁145、在短边121a、121b上形成两个相对的侧翼146、147。所述侧壁145载有槽150，该槽150与夹具118的座129对齐。在与侧壁145相对的一侧，侧翼146、147处，托架121还具有两个末端止动壁148、149。
[0110]在侧壁145的中央处形成有内部光滑的孔151，传动螺钉152的柄152b插入所述孔151中。孔151与形成在凹部130中央处的槽153对齐，该槽153与下颌124的槽134对齐，以接纳传动螺钉152的柄152b。托架121还包括窗口 154，该窗口 154大致为圆角矩形，该窗口 154中接纳着从夹具118的下颌124的底部伸出的附件131。附件131被纳入窗口 154中的设置，与传动螺钉152结合，展示在图22中。
[0111]窗口 154的侧面设有椭圆形洞穴155，以接纳夹紧螺钉125、126的末端。
[0112]托架121由锁定螺钉156固定，所述锁定螺钉156插入在横向孔157中，并将托架121的主体夹紧到纵向杆12上。
[0113]为了引导夹具118的往复运动,骨科设备包括两个导向销159,这两个导向销159为圆柱形，并插入在沿下颌124的横向延伸部127、128形成的通孔132、133中。两个导向销159的末端被纳入四个相应孔160中，该四个相应孔160形成在托架121的壁148、149处和相对的侧壁145上。
[0114]传动螺钉152的详细情况如图23所示，包括头部152a、柄152b以及形成在头部152a和柄152b之间的切口 152c。
[0115]所述螺钉插入托架121的孔中，并进入所述附件的孔中，直到其头部紧靠侧壁145，从而所述切口被容纳在所述边缘的孔中。
[0116]为了将传动螺钉152保持在轴向位置，并使该传动螺钉可以旋转但不位移，所述骨科设备110包括弹性或句号止动销(full stop pin) 161，该销161从下方插入托架121的侧壁145中，换句话说，从位于传动螺钉152两侧的托架121的面向纵向杆12的侧面处插入，并被纳入螺钉152的切口 152c中。
[0117]另外的弹性销或句号销163、164(图22)被接纳在侧壁145中，以锁住导向销159。
[0118]骨科设备110的使用如下文所述。
[0119]最初，压缩器58通过连接件65的接合销67在一侧固定至第一夹具14，如第一实施例中所述，并在另一侧通过接合销63固定在第二夹具118的四个孔137的其中一个孔中。
[0120]最初，接着与第一实施例中相同的步骤，骨螺钉16的角位移通过压缩器58的螺钉54的驱使来实现。
[0121]实现角位移之后，例如绕X轴移动+ α角度后，与螺钉16相连的骨段Ila在部分A的作用下相对于长骨11向着纵向杆12倾斜，如图14中的斜虚线所示。
[0122]为了补偿骨段Ila的这一位移，驱动第二夹具118，从而使两骨段保持正确对齐。
[0123]为了达到这一目的，借助合适的工具，在一个旋转方向或相反方向上驱动传动螺钉152，这种没有位移的旋转确定了下颌124相对于托架121分别作靠近或远离长骨11的相对运动。
[0124]下颌124的位移受到相应窗口 154内的附件131的冲击的限制，并受到相对的侧壁145和壁148、149的限制。
[0125]本实施例的主要优点是具有以下可能性:借助第二夹具的相应线性位移，通过第一夹具14来补偿给定的横向位移。
[0126]这一可能性在以下情形中尤其特别有用:膝关节内/外翻式骨骼畸形，即:外翻畸形，在这种情形下，竖向机械轴通过膝盖外部；或者内翻畸形，在这种情形下，竖向机械轴通过膝盖内部。
[0127]确实，在这些类型的畸形中，长骨的两个骨段的旋转-位移变得必要。
[0128]另一优点在于可以精确地调节位移运动，这得益于传动螺钉的使用。在实施例中，对于传动螺钉的每次旋转，都可以使第二夹具118位移1mm。
[0129]有利地，可以用两个独立的控制器来分离角度校正和位移校正这一事实使得外科医生能够简单、不费劲地使用这些夹具。
[0130]参见图24至34，这些图展示了根据本发明第三实施例的骨科设备210。
[0131]在这些图中，相同的部件以及与已经描述过的部件具有相同功能的部件用同样的附图标记来表示；这些相同部件在此不再赘述。
[0132]骨科设备210包括用于第一组螺钉16的第一夹具214和用于第二组螺钉20的第二夹具18，可旋转地安装在纵向杆12上。
[0133]第二夹具18和纵向杆12与前面第一实施例中描述的相同。
[0134]第一夹具214安装在支撑基座221上，并且，该第一夹具既可以通过旋转连接件进行角位移，也可以相对于支撑基座221进行线性位移。支撑基座221通过锁定螺钉222固定至纵向杆。
[0135]换句话说，在骨科设备221中，借助单个夹具214，就可以获得绕轴X’ -V (该轴V -V与通过骨螺钉16、20的平面相垂直)的角位移，或者获得平行于所述平面的往复运动位移，该往复运动处在与纵向杆12的轴Y-Y正交的横向方向上，如图24中的A’所示。
[0136]特别地，为了实现上述角位移和线性位移，所述骨科设备210具有两个传动螺钉272，如下文所述，这两个传动螺钉272旋转但是不发生位移，其中，驱动两个传动螺钉272，使它们按相反方向旋转以形成角位移，按相同方向旋转以实现线性往复运动。接下来，在本实施例中，不必借助压缩器/牵引器58(如图1所示)来实现所述角位移。
[0137]特别地，第一夹具214包括上颌227和下颌228，该上下颌在两个锁定螺钉224、225的作用下合拢在一起。下颌228具有基本为U形的形状，如图33所示，且下颌228包括作为一个整体的以下部件:基本为矩形形状的中央块232 ;两个横向附件233、234，这两个横向附件相对于所述中央块232以悬挂方式横向伸出；以及位于中央块232底部上的四角处的圆柱形副翼235、236、237、238。
[0138]这些副翼235、236、237、238构成用于夹具214的角位移的旋转连接件的公元件。
[0139]在横向附件233、234中形成有相应的槽240、241，所述槽具有椭圆形剖面，其轴与旋转轴X’ -X’正交。
[0140]在槽240、241处形成有孔243、244，所述孔也具有基本为椭圆形的剖面，且其轴平行于旋转轴X’-X’。在这些孔243、244中插入有相应的圆柱形螺栓245，其中一个螺栓展示在图34中，所述螺栓具有光滑外表面和带内螺纹的横孔。每个螺栓245插入各自孔243、244中，并具有螺纹孔246，该螺纹孔246中插入有螺杆，该螺杆的中心与所述槽240、241的中心对齐。
[0141]传动螺钉272拧入圆柱形螺栓的孔246中。
[0142]支撑基座221包括大致呈板状的主体，该主体中形成有基本为矩形的凹部250，该凹部两侧形成外侧边缘251、252。特别地，每个位于面向凹部250 —侧的外侧边缘251、252均具有其剖面为倒L形的部分，该倒L形部分形成了两个用于夹具的滑动导向件254、255。特别地，L形剖面的突出部分被插入形成在下颌228的中央主体232的侧面上的匹配线性槽253中。凹部250和该凹部形成的两个滑动导向件254、255成为母元件，即用于公元件的座。
[0143]支撑基座221还包括位于每个外侧边缘251、252处的两个竖向附件260、261，这两个竖向附件以悬挂方式向着下颌228伸出，并具有内部光滑的孔268、269，该孔的中心与每个螺栓245的孔的中心对齐，如图28所示。
[0144]为了驱动往复运动和角位移，所述骨科设备210包括前述的两根传动螺钉272，每根传动螺钉272插入在竖向附件260、261的孔268、269中，并拧入插件245的孔246中。
[0145]每个传动螺钉272具有与第二实施例中描述的传动螺钉152基本相同的结构，包括头部、柄和头部与柄之间的切口。
[0146]在本实施例中，为了轴向保持住传动螺钉272，以及让该传动螺钉旋转但是不移动，骨科设备210包括弹性止动销280、281，该止动销从底部插入支撑基座221的竖向附件260,261中，即:从支撑基座221的面向纵向杆12的一侧插入到每个传动螺钉272的侧面，并被接纳于每个螺钉的所述切口中，如图31所示。
[0147]骨科设备210的操作如下文所述。
[0148]第一夹具214被滑动容纳于支撑基座221上，特别是被容纳于凹部250中，并通过传动螺钉272连接至支撑基座221。
[0149]支撑基座221固定在纵向杆12上的给定位置中，与第二夹具18相隔一段距离。
[0150]为了实现角位移，同时驱动两根传动螺钉272，使它们按相反方向旋转。特别地，两根传动螺钉272朝相反方向旋转导致下颌228的角位移，并从而导致整个夹具214的角位移。
[0151]应当注意，夹具214的下颌228相对于支撑基座221的角位移的实现应归功于竖向孔的椭圆形形状，以及具有水平轴的槽240、242的椭圆形形状，其中，所述槽240、242内容纳着连接至传动螺钉272的圆柱形螺栓45。
[0152]在角位移过程中，下颌228在所述凹部中自转，且由于四个副翼235、236、237、238的圆柱形剖面，可以确保角位移过程中的稳定性。
[0153]实现了角位移之后，再实现第一夹具214靠近或远离长骨的平移，以便针对角位移后所述骨段的线性位移来进行补偿。
[0154]为了达到这一目的，将两个传动螺钉按相同的旋转方向拧入，以产生下颌228的线性位移，从而产生整个夹具214的线性位移。
[0155]使已经处理过的相同骨段发生线性补偿位移。
[0156]本实施例的主要优点在于可以实现所述夹具相对于所述支撑基座的稳定的角位移，同时获得所述夹具的精确的平移。实际上，关于前述实施例，在本第三实施例中，可以用单个夹具来获得对外翻/内翻畸形的校正。
[0157]线性导向件254、255作为用于公元件的座，引导公元件，在以四个副翼为代表的例子中，在角位移过程中和平移过程中都不会产生不稳定。
[0158]就像在第二实施例中一样，由于所述传动螺钉的作用，可以获得每旋转一圈Imm的测微运动。
[0159]参见图35至42，这些图展示了根据本发明的骨科设备310的第四实施例。
[0160]在这些图中，相同的部件以及与已经描述过的部件具有相同功能的部件用同样的附图标记来表示；这些相同部件在此不再赘述。
[0161]特别地，骨科设备310包括用于第一组骨螺钉16的第一夹具314，和用于第二组骨螺钉20的第二夹具18，该第二夹具18可旋转地安装在纵向杆12上。
[0162]骨科设备310包括用于第三组螺钉22的第三夹具19，该第三夹具也是可旋转地安装在纵向杆12上。所述第二夹具18、第三夹具19以及纵向杆12与第一实施例中所描述的相同。
[0163]第一夹具314位于支撑基座321上，该支撑基座安装在纵向杆12上。
[0164]特别地，第一夹具314可借助旋转连接件、相对于纵向杆12、绕轴Z-Z进行角位移，所述轴Z-Z平行于纵向杆12的轴Y-Y，以允许螺钉16的摆动型角位移。
[0165]特别地，夹具314包括上颌327和下颌328，该上、下颌通过锁定螺钉329、330合拢在一起，上、下颌之间是容纳着骨螺钉16的横向座331。
[0166]上颌327包括大致呈矩形的板状体。另一方面，下颌328大致呈C形，并在其两侧具有第一圆柱体333和第二圆柱体334，这两个圆柱体均具有轴Z-Z。这俩圆柱体通过中央板状体332接合，该中央板状体332与上颌的中央板状体相对应，其具有大致为矩形的形状。圆柱体333、334构成旋转连接件的公元件，以允许绕前述轴Z-Z的角位移发生。在第二圆柱体334中形成有内螺纹通孔345，一对彼此对齐的插件30拧入该内螺纹通孔345中，所述插件的类型如图12所示，锁定螺钉346拧在插件上。从图42中可以看出，两个插件30的存在使得锁定螺钉346可从夹具的两侧、左边或右边插入。
[0167]更特别地，从附图中可以看出，整个夹具314和支撑基座321关于轴Z-Z对称，从而可以不分开地插在长骨的左侧或右侧。
[0168]支撑基座321大致呈C形，并包括基本为板状的矩形中央主体335，该主体335的两侧具有第一环状体336和第二环状体337，这两个环状体均具有轴Z-Z，且其中形成有圆柱形孔，用于松松地接纳前述第一和第二圆柱体333、334，从而作为母元件——接纳公元件的座。
[0169]支撑基座321通过夹紧螺钉339固定至纵向杆12，所述夹紧螺钉339拧入第二环状体337处的相应插件30中。
[0170]第二环状体337还包括处于其相对两侧的一对槽340、341，这对槽为椭圆形，其长边方向垂直于轴Z-Z，这使得锁定螺钉346倾斜到关于轴Z-Z的预设角度位置，该角度位置根据夹具314的角度位置而定。
[0171]夹具314包括盘状元件342，放置在支撑基座321的第二环状体337的侧面上，并通过螺钉343、344固定在第二环状体334内，该第二环状体作为侧盖使用。特别地，如图41所示，下颌328通过环状体336、337横向插入，直到其抵住形成在支撑基座321的第二环状体337上的肩部350，并通过盘状元件342被横向保持在这一位置。
[0172]之后，通过将锁定螺钉346保持在松松状态，从而部分未拧紧，手动调节夹具314相对于其它夹具18、19的角度位置，实现夹具314绕轴Z-Z的角度旋转。为了使夹具314保持在想要的角度位置，将锁定螺钉346完全拧入，直到下颌的第二圆柱体334被夹紧在支撑基座321的第二环状体337内为止。
[0173]根据本实施例的骨科设备310的主要优点在于:可以调节与夹具314相关联的螺钉绕基本平行于纵向杆轴线的轴的角度位置，以适应长骨的自然弧度，例如股骨的自然弧度。
[0174]在本实施例中，圆柱体的外壳，即公元件，处在相应的环状体(即母元件，接纳公元件的母座)中，从而带来了旋转过程中的高度稳定性。
[0175]由摆动夹具的对称结构所提供的所述骨科设备310的另一优点是，可以以相同的方式调节右股骨和左股骨中所述摆动夹具的位置。
[0176]根据本发明的设备的特定结构，在其各种实施例中，允许螺纹插件被包围起来，且应力减小，从而即使用塑料材料也能在制造。
[0177]当然，本领域技术人员可以对以上描述的骨科设备进行修改和变动，以满足条件和具体要求，所有这些都包含在本发明权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.用于矫正长骨(11)畸形的骨科设备(110)，包括:纵向杆(12)，该纵向杆沿轴(Y-Y)延伸，并位于长骨(11)旁边；用于第一组骨螺钉(16)的至少一个第一夹具(14);以及用于第二组骨螺钉(20)的第二夹具(118);所述第二夹可旋转地安装在所述纵向杆(12)上，其中，第一夹具(14)位于支撑基座(21)上，所述第一夹具可借助旋转连接件、相对于所述支撑基座绕给定旋转轴(X-X，)作角度运动，所述支撑基座安装在所述纵向杆(12)上，其中，所述旋转连接件包括公元件(35)和相应的母元件(36),所述公元件与所述第一夹具(14)相关联、并具有至少部分为圆柱形的表面，所述母元件与所述支撑基座(21)相关联、并具有至少部分为圆柱形的表面，该表面构成与所述公元件(35)松松连接的座，其中，所述第一夹具(14)包括上颌(37)和下颌(38)，所述上颌构成第一夹具(14)的可拆卸盖子，所述下颌构成第一夹具(14)的固定基座，所述上颌和下颌在第一锁定螺钉(40，41)的作用下彼此合拢在一起；所述第一夹具还包括第二螺钉(52)，用于使所述第一夹具绕给定旋转轴(X-X)作角度移动，以调节第一组骨螺钉(16)相对于支撑基座(21)的角度位置，所述第一锁定螺钉(40，41)独立于所述第二螺钉(52)，其特征在于:所述第二夹具(118)能够相对于所述纵向杆(12)发生平移，即:在关于所述纵向杆(12)的轴(Y-Y)为横向的方向上、作靠近和远离所述长骨(11)的往复运动。
2.根据权利要求1所述的骨科设备，其特征在于:所述第二夹具(118)安装在托架(121)上，并能够借助传动螺钉(152)、相对于所述托架(121)作平移式往复运动，所述传动螺钉(152)具有柄(152b)，该柄(152b)插入托架(121)的孔中，并通过螺纹连接至所述第二夹具(118)。
3.根据权利要求2所述的骨科设备，其特征在于:所述第二夹具(118)包括第二下颌(124)和第二上颌(123)，该第二下颌和第二上颌基本呈矩形，并通过夹紧螺钉(125，126)闭合在一起，其中，第二夹具(118)的第二下颌(124)的两侧设有各自的横向延伸部(127，128)，该横向延伸部上形成有横向孔(132，133)，且形成肩部(127a，128a)，其中，第二下颌(124)还包括伸向托架(121)的附件(131)，该附件(131)内形成有内螺纹孔(135)，所述传动螺钉拧入在该内螺纹孔(135)中。
4.根据权利要求3所述的骨科设备，其特征在于:所述托架(121)包括矩形板状体，该矩形板状体具有短边(121a，121b)和长边(121c，121d)、以及大致为T字形的横截面形状，其具有竖向芯部142，该竖向芯部(142)具有倒T字形剖面，以便滑动地插入纵向杆(12)的槽(15)内，其中，托架(121)的板状体上形成有基本为矩形的凹部(130)，该凹部(130)从长边(121c)的边缘延伸至靠近对边(121d)处，并在长边(121d)上形成侧壁(145)、在短边(121a、121b)上形成两个相对的侧翼(146、147)，其中，所述第二夹具(118)的下颌(124)被容纳在所述凹部(130)中。
5.根据权利要求4所述的骨科设备，其特征在于:在侧壁(145)的中央处形成有内部光滑的孔(151)，传动螺钉(152)的柄(152b)插入所述孔(151)中，其中，托架(121)还包括位于凹部(130)的中心处的窗口(154)，该窗口(154)大致为圆角矩形，该窗口(154)中接纳着从第二夹具(118)的第二下颌(124)的底部伸出的附件(131)。
6.根据权利要求5所述的骨科设备，其特征在于:传动螺钉(152)包括头部(152a)、柄(152b)以及形成在头部(152a)和柄(152b)之间的切口(152c)，所述头部(152a)紧靠侧壁(145)，从而所述切口(152c)被容纳在所述侧壁(145)的孔(151)中，弹性止动销(161)在传动螺钉(152)的两侧插入托架(121)的侧壁(145)中，并被纳入螺钉(152)的切口 (152c)中，从而所述传动螺钉(152)保持在轴向位置，使得该传动螺钉能够旋转但不能平移。
【文档编号】A61B17/68GK104127227SQ201410412290
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2009年9月14日 优先权日:2008年9月16日
【发明者】玛拉·巴格那斯科, 达尼埃勒·文图里尼, 格拉齐亚诺·马里尼 申请人:奥瑟菲克斯有限公司