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CN101801288A - 用于骨钉锁定的瞄准臂 - Google Patents

用于骨钉锁定的瞄准臂 Download PDF

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Abstract

一种瞄准臂(4)，其包括：刚性的远侧构件，远侧构件的远侧部(4′)被配置为可松开地联接至将被植入骨头(2)的髓管中的植入物(1)的近侧端(1″)，使得当远侧构件的远侧部联接至植入物的近侧端时植入物的近侧端相对于瞄准臂的远侧部的定向保持恒定；以及刚性的近侧构件(4″)，近侧构件的远侧部可转动地联接至远侧构件的近侧端。近侧构件包括对准部(8)，对准部(8)限定与固定部件容纳孔(9)的轴线对准的轴线，固定部件容纳孔(9)贯穿植入物的远侧部，近侧构件可在植入物植入后转动到调整形态，在调整形态下，对准部与固定部件的植入后定向对准。

Description

用于骨钉锁定的瞄准臂
背景技术
如髓内钉的骨钉通常锁定在两个位置——靠近进入点的第一位置和远离进入点的第二位置。插入骨头中并从进入位置刺入最深的钉子端部被称为远侧端，而仍保持接近进入位置的钉子端部被称为近侧端。如本申请中所使用地，用语“远侧”指远离髓内植入物插入点的方向(即，首先插入骨头中的前端是远侧端，而无论这个前端所插入的骨头的端部是什么)，而用语“近侧”指相反的方向。目前通过使用机械瞄准装置(例如，瞄准臂)或X-光引导装置来实现这种钉子的锁定。
如在第6,514,253号美国专利中所公开的机械瞄准装置通常可拆除地附接于钉子的近侧端并可提供与近侧端螺纹孔的同轴对准以进行可靠的钻孔。
这种机械瞄准臂的优点是患者或外科医生都不暴露在X-光下。然而，即使瞄准臂确保钉子近侧端的精确插入，但是如果钉子在被迫进入骨头时发生变形，那么远侧螺纹孔可能无法适当地对准。
除非当所涉及的钉子非常短时，否则X-光引导装置最常用于远侧锁定。通过沿一个或多个钉孔的轴线精确定位X-光束开始该过程。然而，这对X-光技师来说可能是困难的。钉子在X-光监视器上投射出暗且细长的图像，而钉孔则呈现光亮的圆形或椭圆形。具体地，只有当通过复杂的3D过程并以X-光束平行于钉孔轴线的方式对X-光源进行定位时，钉孔才呈现圆形。
现有技术中已知的是，如第4,88,535号美国专利中所公开地，结合X-光源使用各种瞄准引导装置以将锁定骨螺钉精确地定位为穿过断裂的骨头和植入的髓内钉。
所有这些通过X-光进行引导的过程要求以X-光束平行于钉孔轴线的方式对X-光源进行定位。一般这并不容易，有时甚至是不可能的。而且这样还不合意地增加了外科医生、患者和手术室工作人员在X-光下的暴露并延长了该过程。
如公布的第2006/0106400号美国申请所公开地，具有不透X线标志物(radiopaque markers)的瞄准臂可与被定位为不平行于钉孔轴线的X-光源结合使用。然而，已经证实学会使用这种设备是困难的。
发明内容
本发明涉及一种用于锁定髓内植入物的新型装置和方法，以便于精确且可靠地使螺钉对准髓内植入物并将该螺钉安装在髓内植入物中。
因此，本发明的目的是提供一种瞄准臂，能够通过利用来自X-光图像增强器的快照(snap shot)对该瞄准臂进行调整以补偿如髓内钉的植入物在插入骨头中的过程中发生的变形。
此外，本发明的目的是减少外科医生、患者和手术室工作人员在X-光下的暴露。
本发明为X光技术人员和外科医生提供了一种容易且直接的过程并使如植入物远侧端的固定简单且快速，从而解决了外科手术中最重要的问题之一——缩短了进行该过程所需的时间。
本发明的瞄准臂通过提供容易得到的用于远侧锁定的X-光引导装置克服了传统瞄准臂的缺点，不需要X-光束与钉孔共轴线，因而减少了该过程参与者的X-光暴露。
本发明的优选实施方式提供了固定于骨钉的可调整的瞄准臂。该瞄准臂由射线可透的材料构造而成并具有共面的横向孔或孔洞。
中空插入物(射线可透或非射线可透)完全装配在存在于射线可透的瞄准臂中的共面的横向孔或孔洞中。可使丝线在该中空插入物内滑动，直到该丝线的尖端接触被固定的骨头。
通过在该状态下得到的单一X-光快照所示的图像给予外科医生关于钉子在插入骨头中后的变形量的精确信息，从而允许医师确定补偿该变形所需的瞄准臂调整的任何所需调整。一旦将瞄准臂相对于钉孔进行精确定向并且瞄准臂的横向孔与钉孔共轴线，那么可对周围的骨头材料进行钻孔。在对骨头进行钻孔之后，将锁定骨头螺钉旋拧穿过之前插入瞄准臂的横向孔中的保护性套筒，以将钉子的远侧部固定在期望位置。
本发明涉及用于将植入物放置在骨头髓管中的瞄准臂，该瞄准臂包括：刚性的远侧构件，远侧构件的远侧部被配置为可松开地联接至将被植入到骨头髓管中的植入物的近侧端，使得当远侧构件的远侧部联接至植入物的近侧端时植入物的近侧端相对于瞄准臂的远侧部的定向保持恒定；以及刚性的近侧构件，近侧构件的远侧部可转动地联接至远侧构件的近侧端，近侧构件包括对准部，当处于初始形态下时对准部限定与固定部件容纳孔的轴线对准的轴线，固定部件容纳孔横向于植入物的纵向轴线贯穿植入物的远侧部，近侧构件可在植入物植入后转动到调整形态，在调整形态下，对准部与固定部件的植入后定向对准。
本发明还涉及一种用于将植入物植入骨头髓管中的方法，该方法包括：将瞄准臂的远侧构件联接至将被植入髓管中的植入物的近侧端，瞄准臂包括近侧构件，近侧构件的远侧部可转动地联接至远侧构件的近侧端，使得在初始形态下瞄准臂的近侧构件的对准部与固定容纳孔的轴线对准，固定容纳孔横向贯穿植入物的远侧部；将植入物插入骨头髓管内的期望位置；对包括固定部件容纳孔和近侧构件的对准部的植入物远侧部进行成像；以及使近侧构件相对于远侧构件转动到对准形态，在该对准形态下，对准部与固定部件容纳孔的轴线对准。
通过在结合附图所考虑的本发明的以下详细描述，本发明的其它目的、优点和新特征将变得显而易见。
附图说明
图1示出了根据本发明的瞄准臂的立体图；
图2示出了图1的瞄准臂的立体图，其中并未示出周围的骨头，但示出了处于使X-光束与横向远侧钉孔的轴线不对准的位置的图像增强器；
图3示出了图2的钉子和钉孔的图像增强器示像，其中示出了未与钉孔对准的X-光束；
图4示出了在图1装置就位的情况下钉子和钉孔的图像增强器示像；
图5示出了在图1装置就位的情况下钉子和钉孔的图像增强器示像，其中示出了在补偿钉子变形之前在透明片上使用线来评价钉子变形量；
图6示出了在图1装置就位的情况下钉子和钉孔的图像增强示像，其中示出了在完成补偿钉子变形之后在透明片上使用线来评价钉子变形量；以及
图7示出了在图1装置就位的情况下钉子和钉孔的图像增强示像，其中示出了在补偿钉子变形之前使用通过鼠标/操纵杆/键控制的线来评价钉子变形量。
具体实施方式
参照以下描述和附图可以进一步理解本发明，其中，以相同的标号表示同样的部件。本发明一般涉及用于稳定和固定断裂骨头和骨头碎片的方法和装置。具体地，本发明涉及用于通过将稳定构件纵向插入长骨中来稳定和/或固定长骨的方法和装置。例如，本发明涉及在如大腿骨、肱骨、胫骨等的长骨的髓管内放置和固定髓内钉。然而，本领域技术人员可以理解，可在通过将髓内构件插入任何长骨的髓管中来稳定该长骨的过程中采用本发明。因而，本发明关于以顺行法(antegrade apprach)进行大腿骨稳定的讨论仅是说明性的。
如图1所示，将钉子1插入长骨(例如，大腿骨2)的髓管中直到钉子1的近侧端基本与骨头齐平或位于骨头内。在该状态下，钉子1的远侧部1′位于深入大腿骨2内的位置，并且钉子1中的横向孔9被定位以容纳沿孔9的轴线10横向穿过骨头的固定部件(例如，接骨螺钉)。瞄准臂4的远侧部4′例如通过固位螺钉5连接至钉子1的近侧端1″。本领域技术人员可以理解，定位螺钉5可由适于以期望的定向将钉子1和瞄准臂4的远侧部4′彼此可松开地固定的任何其它机构所代替。瞄准臂4的远侧部4′通过限定铰接轴线6′的铰接装置6联接至瞄准臂4的近侧部4″，铰接装置6允许瞄准臂4的使用者补偿钉子1在插入过程中的变形，该内容将在以下讨论。旋钮7将铰接装置锁定就位，从而在补偿钉子1变形的期望角度确定之后将近侧部4″固定在相对于远侧部4′的期望位置，该内容将在以下更详细地描述。瞄准臂4的近侧部4″具有贯穿近侧部4″的横向远侧孔8，当近侧部4″和远侧部4′相对于彼此分别适当地定位时，孔8沿轴线10延伸。在该状态下，穿过孔8的套筒11与钉子1的孔9的轴线10对准。本领域技术人员可以理解，套筒11优选紧密地装配在孔8中，使得套筒11的内腔与孔8的轴线保持精确对准并因此与孔9的轴线10保持精确对准。接着，如丝线或销12的指针构件滑动穿过套筒11，以在轴线10穿过大腿骨2表面的位置处与大腿骨2接触。本领域技术人员可以理解，销12包括尖头的远侧末端，当销插过套筒11时，该尖头的远侧末端与套筒11和孔8的轴线对准。
如图2所示，瞄准臂4例如以将孔8的轴线设置为与钉子1的孔9的轴线10对准的定向连接至钉子1。例如，在插入身体中之前，瞄准臂4可联接至钉子1，并且可以对近侧部4″相对于远侧部4′的定向进行调整直到孔8和9的轴线彼此完全对准。接着通过使用旋钮7分别锁定瞄准臂4的近侧部4″和远侧部4′的相对位置，从而可以在需要的情况下在插入过程中将瞄准臂4从钉子1移除并在不改变孔8和9轴线的对准的情况下重新附接瞄准臂4。然而，如以下所述，钉子1在插入大腿骨2(该图中未示出)中的过程中的变形使孔9移动并使轴线10与孔8不对准。在销12搁置于套筒11内的情况下，套筒11已插入位于近侧部4″中的孔8中。X-光图像增强器3就位但不需要与贯穿钉子1远侧部1′的孔9的轴线10对准。如图3所示，通过使用X-光图像增强器3所产生的X-光图像将孔9显示为处于钉子1的阴影内的亮点，钉子1的阴影由大腿骨2的图像围绕。孔9的非圆形形状表示X-光图像增强器3与孔9的轴线10未对准(即，由于X-光穿过大腿骨2和钉子1时所处的相对于轴线10的角度，孔9的形状通过透视法而缩小(foreshortened))。图4示出了与图3基本相同的图像，除了销12从套筒11延伸并且目前在图像中可见。接着图5示出了一X-光图像，线13沿销12、套筒11、处于瞄准臂4的近侧部4″中的孔8的轴线投影到该X-光图像上。线13在该图像上延伸直到线13穿过钉子1在孔9之外的厚度。根据本发明的第一实施方式，通过将透明片置于监视器的屏幕上使线13叠置在X-光图像(例如，在监视器上)上，并且片上的直线13覆盖在销12、套筒11和孔8的轴线上。从图5清楚地看出，线13并未穿过孔9。这是由于钉子1在插入过程中发生变形，钉子1的变形使远侧部1′折弯偏离其相对于近侧部1″的初始定向。
如图6所示，接着可松开旋钮7，可相对于远侧部4′对瞄准臂4的近侧部4″重新定位，直到使X-光图像上的线13移动以穿过图像中的孔9的中心。然后可使旋钮7重新紧固以使远侧部4′和近侧部4″相对于彼此锁定，并且在该状态下，套筒11、销12和孔8的轴线与钉子1的远侧部1′中的孔9的轴线10对准。目前销12可由钻代替以沿套筒11和孔8的轴线钻孔，使得孔沿轴线10穿过大腿骨2以通到孔9中。
图7示出了与图6类似的X-光图像，并且是在对瞄准臂4的近侧部4″和远侧部4′相对于彼此的定向进行调整(即，通过绕铰接装置6转动)以使套筒11和孔8的轴线与钉子1的孔9的轴线对准之后的X-光图像。与图6的图像类似，图7的图像示出了钉子1、大腿骨2和钉孔9连同套筒11的末端和销12。然而，与图6的装置相对照，图7的实施方式的沿套筒11、孔8和销12的线14是通过计算机产生的。与图6的线13类似，图7的线14沿钉孔9的轴线10笔直穿过钉孔9。以与上述相同的方式，在对使孔8的轴线与钉子1的孔9的轴线10对准的瞄准臂4的近侧部4″和远侧部4′分别进行这种调整之后，销12可由钻代替，该钻可被操作以沿到孔9的轴线10在骨头中钻孔。
对本领域技术人员显而易见的是，可以在不背离本发明的精神或范围的情况下在本发明的结构和方法方面进行各种修改和变体。因而，只要本发明的修改和变体落入所附权利要求书及其等同的范围内，则本发明包含这些修改和变体。

Claims (18)

1.一种瞄准臂，用于将植入物植入骨头髓管中，包括：
刚性的远侧构件，远侧构件的远侧部被配置为可松开地联接至将被植入骨头髓管中的植入物的近侧端，使得当远侧构件的远侧部联接至植入物的近侧端时植入物的近侧端相对于所述瞄准臂的远侧部的定向保持恒定；以及
刚性的近侧构件，近侧构件的远侧部可转动地联接至远侧构件的近侧端，近侧构件包括对准部，当处于初始形态下时，所述对准部限定与固定部件容纳孔的轴线对准的轴线，所述固定部件容纳孔横向于植入物的纵向轴线贯穿植入物的远侧部，近侧构件能够在植入物植入后转动到调整形态，在所述调整形态下，所述对准部与固定部件的植入后定向对准。
2.如权利要求1所述的瞄准臂，其中，近侧构件通过铰接装置联接至远侧构件，所述瞄准臂还包括用于锁定所述铰接装置的锁定机构以选择性地防止远侧构件和近侧构件相对于彼此的转动/
3.如权利要求1所述的瞄准臂，其中，所述对准部被形成为贯穿近侧构件的对准孔，限定轴线。
4.如权利要求3所述的瞄准臂，其中，所述对准孔的尺寸被确定以在其中贯穿地容纳骨钻，使得插过所述对准孔的钻以与所述固定部件容纳孔的轴线对准的方式钻出贯穿骨头的孔。
5.如权利要求3所述的瞄准臂，还包括能够插过所述对准孔的套筒，所述套筒包括贯穿所述套筒的内腔并限定与所述对准孔的轴线共线的轴线。
6.如权利要求5所述的瞄准臂，还包括指针构件，所述指针构件的尺寸被确定以可滑动地容纳在所述套筒的内腔内，并且所述指针构件的尖头末端与所述套筒的轴线对准。
7.如权利要求1所述的瞄准臂，其中，远侧构件的远侧部适于联接至髓内钉的近侧端。
8.一种用于将植入物植入骨头髓管中的方法，包括：
将瞄准臂的远侧构件联接至将被植入髓管中的植入物的近侧端，所述瞄准臂包括近侧构件，近侧构件的远侧部可转动地联接至远侧构件的近侧端，使得在初始形态下所述瞄准臂的近侧构件的对准部与固定部件容纳孔的轴线对准，所述固定部件容纳孔横向贯穿植入物的远侧部；
将植入物插入骨头髓管内的期望位置；
对包括所述固定部件容纳孔的植入物远侧部和近侧构件的对准部进行成像；
使近侧构件相对于远侧构件转动到对准形态，在所述对准形态下，所述对准部与所述固定部件容纳孔的轴线对准。
9.如权利要求8所述的方法，还包括在所述对准形态下锁定近侧构件和远侧构件。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述对准部是对准孔，所述对准孔的尺寸被确定以可滑动地在其中贯穿容纳钻，使得当处于所述对准形态下时插过所述对准孔的钻沿所述固定部件容纳孔的轴线钻出贯穿骨头的孔。
11.如权利要求8所述的方法，还包括将沿所述对准部的轴线延伸至植入物的线投影到植入物的远侧部和所述瞄准臂的对准部的图像上。
12.如权利要求11所述的方法，其中，使近侧构件相对于远侧构件转动，直到所述线穿过所述固定部件容纳孔的图像。
13.如权利要求11所述的方法，其中，在透明片上产生所述线，所述透明片置于显示植入物的远侧部和所述瞄准臂的对准部的图像的显示器上。
14.如权利要求11所述的方法，其中，通过计算机产生所述线，并将所述线插入植入物的远侧部和所述瞄准臂的对准部的图像中。
15.如权利要求8所述的方法，其中，通过使用X-光图像增强器产生植入物的远侧部和所述瞄准臂的对准部的图像。
16.如权利要求15所述的方法，其中，当产生植入物的远侧部和所述瞄准臂的对准部的图像时，所述X-光图像增强器与所述固定部件容纳孔的轴线未对准。
17.如权利要求10所述的方法，还包括将套筒插过所述对准孔和将指针构件插入所述对准孔中的步骤，所述套筒包括贯穿所述套筒的内腔，所述指针构件具有尖头末端，所述尖头末端指示所述套筒的轴线。
18.如权利要求17所述的方法，还包括在所述对准形态下锁定所述瞄准臂之后将所述指针构件从所述套筒移除。
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