CN101394800B - 用于脊骨固定的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种后脊骨固定组件，包括具有第一和第二端的第一细长板和具有第一和第二端的第二细长板。所述第一和第二细长板被布置为X形构造，并通过第一螺钉彼此连接。该组件还包括第一细长杆和第二细长杆，第一细长杆具有被构造为可拆卸地连接到所述第一细长板的所述第二端的第一端；第二细长杆也具有被构造为可拆卸地连接到所述第二细长板的所述第二端的第一端。所述组件利用所述第一螺钉连接到第一脊骨位置。所述第一和第二细长板被构造为围绕着穿过所述第一螺钉的轴线旋转，并且所述第一细长杆和所述第二细长杆之间的距离通过旋转来调节。

Description

用于脊骨固定的装置和方法

相关的共同尚未授权申请的交叉参考

本申请是于2003年9月24日提交且题为“用于连接脊椎骨的装置和方法”的序列号10/669,927的美国申请中部分的继续申请，其内容通过参考的方式特意合并在此。本申请还要求于2006年1月17日提交且题为“用于脊骨固定的装置和方法”的序列号60/759,446的美国临时专利申请的权益，其内容通过参考的方式特意合并在此。

技术领域

本发明涉及一种用于脊骨固定的装置和方法，更详而言之，涉及一种具有可调节宽度且利用板和杆组合的脊骨固定组件。

背景技术

人体脊骨(spine)包括独立的脊椎骨(vertebras)30(段)，这些独立的脊椎骨彼此连接起来形成脊柱29，如图1中示出。脊椎骨30彼此分开且由已知为椎间盘40的坚韧挠性纤维的薄垫来缓冲。当一个或多个独立的脊椎骨30和/或椎间盘40由于疾病或损伤变为异常时，脊骨出现紊乱。在这种病态的情况下，可以尝试相邻脊椎骨段的融合，从而将脊骨的功能恢复到正常，实现稳定性，保护神经系统结构或者降低病人的病痛。

现存有几种用于稳定脊骨的脊骨固定系统，从而实现骨融合。这些固定系统大多数使用杆130、140，它们接到插入脊椎体中的螺钉138、136，如图2中示出。在颈椎骨区域28中的脊骨固定，杆130、140的近端151、152被成型为适配头骨50和颈椎骨28的解剖结构，并且连接到植入枕骨26中的枕骨固定板150。

当前可用的枕骨固定板为T形、Y形或马蹄形，如图2中示出。所有这些类型的枕骨固定板具有固定的几何形状和尺寸。具体而言，板的下端之间的距离135是固定的，这需要杆140、130在外科手术期间形成轮廓，从而适配病人的解剖结构。概括而言，在很多情况下，大多数的杆固定系统需要每个跨过多个脊椎骨的杆形成轮廓。每个杆的轮廓造型依赖于螺钉的构造，并且在同一个病人上和病人之间从一侧到另一侧都是变化的。该轮廓成型过程增加了外科手术的大量时间。最新一代的螺钉和杆连接器试图通过在杆的螺钉凹槽中或杆连接器中允许使运动轴线可变，来寻求减小该缺陷。然而，在大多数情况下，这使操作增大到另一个更复杂的水平，且常常进一步增大了手术时间。手术时间和连接器复杂度的增加给外科医生和协助团队增添了很大的压力。即使在最优秀的脊骨外科医生的手中，杆也常常不能完美地成型，以与螺钉对齐。因此，外科医生必须在沿着杆的多个点处利用很大的力，在克服相邻软组织之间力的同时，以将杆固定到螺钉或连接器。这种操作具有损伤软组织的风险，且如果固定仪器滑动的话，还具有使硬脊膜和神经系统组织处于硬脊膜撕裂或脊髓或神经损伤的危险。

在美国专利6,626,909中公开了利用板而不是杆的脊骨固定组件，其内容通过参考的方式合并在此。参考图3，脊骨固定组件600连接了相邻脊椎骨92、94和96。脊骨固定组件600包括彼此对角放置的板610和612及横板614、616。板610和612对角地连接到相对的椎弓根螺钉，且在中间点608处交叉联结，形成了X形结构。顶和底椎弓根92A、92B和96A、96B分别与横板614、616连结。这种基本的X形结构可以重复，以向尾部672或向头部670的方向延伸，使脊骨固定。脊骨固定组件600的模块结构允许外科医生在沿着整个脊骨29的任何距离和方位校正脊骨变形。然而，对于某些脊骨位置，例如枕骨，杆或者杆与板的组合可能是优选的。另外，存在着对于宽度可调节且在外科手术植入期间不需要元件成型的枕骨固定组件的需求。

发明内容

概括而言，在一个方面，本发明提供一种后脊骨固定组件，该组件包括具有第一和第二端的第一细长板和具有第一和第二端的第二细长板。所述第一和第二细长板被布置为X形构造，并通过第一螺钉彼此连接。该组件还包括第一细长杆和第二细长杆，该第一细长杆具有第一端，其被构造为可拆卸地连接到所述第一细长板的所述第二端；该第二细长杆具有第一端，其被构造为可拆卸地连接到所述第二细长板的所述第二端。所述组件利用所述第一螺钉连接到第一脊骨位置。

本发明的该方面的实施可以包括下面特征中的一个或多个。所述第一细长杆和所述第二细长杆之间的距离是可调节的。所述第一和第二细长杆之间的夹角是可调节的。所述第一和第二细长板被构造为围绕着穿过所述第一螺钉的轴线旋转，并且其中所述第一细长杆和所述第二细长杆之间的距离通过所述旋转来调节。所述第一和第二细长板包括用于接纳所述第一螺钉的第一通孔。所述第一和第二细长板进一步包括第二椭圆形通孔，并且第二螺钉被构造为穿过所述椭圆形通孔，且将所述第一和第二细长板彼此连接，并在所述第一和第二细长杆之间的距离被调节之后连接到第二脊骨位置。所述椭圆形通孔和所述第二螺钉形成滑动铰链，该滑动铰链限制所述细长板的所述旋转运动的范围。所述脊骨固定组件还包括第一和第二外壳，该外壳被构造为分别可拆卸地连接到所述第一和第二细长板的所述第二端，并且所述第一和第二细长杆的所述第一端分别可拆卸地连接到所述第一和第二外壳。所述第一和第二细长板的所述第二端包括适于分别接纳所述第一和第二外壳的第三通孔。所述第一和第二外壳被构造为围绕着穿过所述第三通孔的轴线旋转，并由此调节所述第一和第二细长杆之间的夹角。所述脊骨固定组件还包括第一套和第二套紧固螺钉，用于分别可拆卸地将所述第一和第二细长杆连接在所述第一和第二外壳中。所述第一和第二细长板的所述第一端包括第四通孔，该第四通孔被构造为接纳用于将所述组件分别连接到第三和第三脊骨位置的第三和第四螺钉。所述第一细长杆和第二细长杆之间的距离在10毫米到55毫米的范围内调节。所述第一细长杆和第二细长杆之间的夹角在0和360度的范围内调节。所述第一和第二细长板为S形。所述第一和第二细长板具有矩形、三角形、圆形、椭圆形、多边形或其组合的形状。所述第一和第二细长板是由金属、塑料、陶瓷、橡胶、石墨、骨、吸收性材料、复合物、体温下可扩展材料、玻璃、射线可透过材料或其组合制造。所述第一脊骨位置位于后枕骨中。其他的脊骨位置包括头骨的其他区域、椎弓根、脊椎横突、局部骨(pars)、脊膜(lamina)、脊椎体、骶骨、尾骨、侧块、棘突或椎间盘。在直接视觉、高倍放大镜或显微镜的放大下，通过利用或不利用计算机辅助的全景视镜(thoroscope)或导向技术，利用通过前部、侧部、倾斜、后部或组合的方式，通过开口、经由皮肤的或微创(minimally invasive)方法，可以沿着脊骨的前部、侧部或后部将板放置。所述第一和第二细长板长度可调节。

概括而言，在另一方面，本发明提供一种脊骨固定方法，所述方法包括：提供具有第一和第二端的第一细长板，提供具有第一和第二端的第二细长板，将所述第一和第二细长板布置为X形构造，并通过第一螺钉将它们彼此连接。接着，利用所述第一螺钉，将所述X形构造连接到第一脊骨位置，然后提供第一细长杆，并将所述第一细长杆的第一端可拆卸地连接到所述第一细长板的所述第二端；并且最后提供第二细长杆，并将所述第二细长杆的第一端可拆卸地连接到所述第二细长板的所述第二端。

概括而言，在另一方面，本发明提供一种脊骨固定方法，所述方法，包括提供具有第一和第二端的第一细长板，并通过第一螺钉，将所述第一细长板的第一端连接到第一脊骨位置。接着，提供具有第一和第二端的第二细长板，且通过第二螺钉，将所述第二细长板的第一端连接到第二脊骨位置。接着，将所述第一和第二细长板布置为X形构造，并将它们彼此连接，且通过第三螺钉连接到第三脊骨位置。接着，提供第一细长杆，并将所述第一细长杆的第一端可拆卸地连接到所述第一细长板的所述第二端，然后提供第二细长杆，并将所述第二细长杆的第一端可拆卸地连接到所述第二细长板的所述第二端。

在另一个实施例中，板可以是通过螺钉、螺栓而彼此连接起来的交叉板，预装配地连接为X构造，每个板的延伸部面对面匹配或枢接，并允许板自由或增量地旋转且可以允许在不同的角位置拧紧，。该交叉板可以在病人体内或外部拆开，或者它们可以在交叉点处固定。在另一个实施例中，板可以被构造为H构造。在另一个实施例中，每个板可以具有一个细长孔，当叠置时，该细长孔允许一个或多个螺钉沿着孔的长度而不是沿着每个板中心的两个独立孔放置，如当前图中示出的。一个板可以具有如当前实施例中所示的一个细长孔，且另一个板可以具有两个孔。每个板也可以都只具有用于螺钉放置的一个孔，与图中示出的两个孔相对应。

本发明的优点可以是下面的一个或多个。本发明的脊骨固定组件提供了一种具有可调节宽度的刚性且紧凑的结构。该宽度的灵活性允许组件适配各种尺寸的脊骨解剖结构，不需要对稳定杆进行成型。由于不需要杆成型，因此减小了脊骨融合手术的时间和复杂性。

在下面的附图和说明中，将说明本发明的一个或多个实施例的细节。本发明的其他特征、目的和优点将从下面对优选实施例的说明、附图和权利要求中将变得更清楚。

附图说明

参考附图，其中贯穿这几个附图中相同的参考数字代表相同的部件.

图1是人体脊柱的侧视图；

图2是现有技术的枕颈骨固定系统；

图3是现有技术的利用形成为X形结构的板的脊骨固定系统；

图4是本发明的颈椎骨固定组件的第一实施例的透视图；

图5是图4的颈骨固定组件的前视图；

图6是图4的颈骨固定组件的前视图，其中增大了装置的宽度；

图7是图4的颈骨固定组件的侧透视图；

图8是图4的颈骨固定组件的顶透视图；

图9是图4的颈骨固定组件的前板110的前视图；

图10是图4的颈骨固定组件的后板120的前视图；

图11是图11的后板120的侧视图；

图12是图4的颈骨固定组件后透视图；

图13是外壳的侧透视图；

图14A是根据本发明的一个实施例的颈椎骨固定程序的方框图；

图14B是根据本发明的另一个实施例的颈椎骨固定程序的方框图；

图15A-图15C是本发明脊骨固定组件的另一个实施例；

图16A-图16B是本发明脊骨固定组件的另一个实施例；

图17A-图17C是本发明脊骨固定组件的另一个实施例；和

图18A-图18E是本发明脊骨固定组件的另一个实施例。

具体实施方式

本发明提供了一种用于后颈骨的脊骨固定组件，该组件利用布置为X构造的杆和细长板的组合。该脊骨固定组件包括第一S形板和第二S形的板。该第一和第二板被布置为X构造，并彼此连接，且通过上中心螺钉和下中心螺钉连接到枕骨。上中心螺钉穿过所述第一和第二板的圆形开口螺接。下中心螺钉穿过所述第一和第二板的椭圆形开口螺接。椭圆形开口允许第一和第二板的下端摆动打开或关闭。该动作产生了调节第一和第二板的下端之间的距离的结果，并因此调节整个固定组件的宽度。

参考图4-图13，用于后颈骨的固定组件100包括的S形细长板110、120和杆130、140。板110、120被布置为X构造，且通过中心螺钉115和125彼此连接。板110和120分别具有圆端110a、110b和120a、120b，以及宽的中间区域111和121，如图9和10中示出。端部110a、110b、120a、120b分别具有孔112a、112b、122a、122b。每个板110、120还分别包括定位在中间区域111和121的中心开口113、114和123、124。中心开口113和123具有圆形周界，且中心开口114和124具有椭圆形周界。板110是板120的180度镜像，且放置在板120的顶部，从而形成X构造。在该布置中，开口113和123彼此对齐，且中心螺钉115穿过它们螺接且连接到在枕骨中钻出的第一孔。中心椭圆形开口114和124也彼此对齐，且板110和120展开，且彼此可调整到满意的距离135。中心螺钉125穿过对齐的开口114和124螺接，且连接到在枕骨中钻出的第二孔。中心螺钉115、125向下拧紧，以在设定距离135处相对于彼此固定板110、120的位置，并固定到枕骨。附加螺钉132、134分别穿过板110、120的上开口110a、120a螺接，并还连接到在枕骨中钻出的附加孔中。细长杆130和140分别连接到板120和110的下开口122b和112b。杆130、140被分别放置在外壳部件150a、150b中，且分别利用紧固螺钉136和138固定。外壳150a、150b可以分别在开口122b、112b中旋转，且通过这种方式将杆130和140之间的夹角调节为0至360度的任何位置。在一个示例中，距离135处于10mm至55mm的范围内，板110和120的高度144处于15mm至60mm的范围内，且板110和120的宽度142处于20mm至70mm的范围内。

参考图14A，使用脊骨固定组件100的方法500包括下面的步骤。在病人的背部形成切口，暴露枕骨和颈椎骨。在枕骨中钻出第一螺纹孔(510)。将后板120放置到枕骨的第一位置并将前板110对角地放置到后板120的顶部，形成X构造(520)。将前板和后板彼此连接并利用穿过第一螺纹孔螺接的中心螺钉115连接到枕骨(530)。将前板和后板110和120的下端展开，并设定它们之间满意的距离135(540)。将前板和后板110和120彼此连接，并利用穿过第二螺纹孔螺接的第二中心螺钉125连接到枕骨(550)，所述第二螺纹孔是在第一螺纹孔下方钻出的。分别利用紧固螺钉136和138和锁定紧固螺钉将杆130、140连接到板120、110的下端120b、110b(560)。在枕骨中钻出第三和第四孔，并利用穿过第三孔螺接的螺钉132将前板连接到枕骨，且利用穿过第四孔螺接的螺钉134将后板连接到枕骨，以及最后拧紧所有的螺钉(570)。在另一个实施例中，第二螺纹孔可以在第一螺纹孔之前钻出。第一和第二螺纹孔和中心螺丝115和125可以竖直或倾斜地对齐。螺钉136和138也可以是竖直或倾斜地对齐。在一个实施例中，螺钉136和138之间的距离可以是从10mm至40mm的范围。中心螺钉115和125之间的距离可以是从3mm至30mm之间的距离。

参考图14B，使用脊骨固定组件100的方法400包括下面步骤。在病人背部形成切口，暴露枕骨和颈椎骨，并利用穿过在枕骨的第一位置钻出的孔螺接的螺钉134，将后板120连接到枕骨的第一位置(410)。将前板110对角地放置在后板120的顶部，形成X构造(420)。利用穿过在枕骨的第二位置中钻出的孔螺接的螺钉132，将前板110连接到病人枕骨的第二位置(430)。将前板110和后板120彼此连接，并利用穿过在枕骨的第三位置钻出的孔螺接的中心螺钉115连接到病人枕骨的第三位置(440)。将前板和后板110和120的下端展开，且设定它们之间满意的距离135(450)。将前板和后板彼此连接，并利用穿过枕骨的第四位置钻出的孔螺接的中心螺钉125，连接到枕骨的第四位置(460)。分别利用紧固螺钉136、138将杆130、140连接到板120、110的下端120b、110b，并拧紧所有的螺钉。

在脊骨固定组件100的其他实施例中，板110、120可以是矩形、圆形、三角形、任何其他的多边形形状或其任意其他组合。这些实施例的示例在图15A-图18E中示出。板110、120可以由诸如不锈钢、钛、塑料、橡胶、石墨、玻璃、体温下可扩展的材料、或其他射线可透过的材料。在直接视觉、高倍放大镜或显微镜下的放大下，通过利用或不利用计算机辅助的全景视镜(thoroscope)或导向技术，利用通过前部、侧部、倾斜、后部或组合的方式，使用开口、经由皮肤的或微创方法，可以沿着脊骨的前部、侧部或后部将板放置。在另一个实施例中，板可以通过螺钉、螺栓而彼此连接起来的交叉板预装配地连接为X构造，每个板的延伸部面对面匹配或枢接，并允许板自由或增量地旋转且可以允许在不同的角位置拧紧。该交叉板可以在病人体内或外部拆开，或者它们可以在交叉点处固定。在另一个实施例中，板可以被构造为H构造。

在另一个实施例中，每个板可以具有一个细长孔，当叠置时，该细长孔允许一个或多个螺钉沿着孔的长度而不是沿着每个板中心的两个独立孔放置，如当前图中示出。一个板可以具有一个细长孔，且另一个板可以具有两个孔。每个板可以都只有用于螺钉放置的一个孔，与图中示出的两个孔相对应。

以上描述了本发明的几个实施例。然而，应该理解的是，在不背离本发明的精神和范畴的前提下，可以进行各种修改。因此，其他的实施例涵盖在随附的权利要求的范围中。

Claims (16)

1.一种后脊骨固定组件，包括：

具有第一和第二端的第一细长板；

具有第一和第二端的第二细长板，其中所述第一和第二细长板被布置为X形构造，并通过第一螺钉彼此连接；

第一细长杆，该第一细长杆具有被构造为可拆卸地连接到所述第一细长板的所述第二端的第一端；和

第二细长杆，该第二细长杆具有被构造为可拆卸地连接到所述第二细长板的所述第二端的第一端；和

其中所述组件利用所述第一螺钉连接到第一脊骨位置；

其中所述第一和第二细长板包括用于接纳所述第一螺钉的第一通孔；

其中所述第一和第二细长板进一步包括第二椭圆形通孔，并且第二螺钉被构造为穿过所述椭圆形通孔，且将所述第一和第二细长板彼此连接，并在调节所述第一和第二细长杆之间的距离之后连接到第二脊骨位置。

2.根据权利要求1所述的脊骨固定组件，其中所述第一细长杆和所述第二细长杆之间的距离是可调节的。

3.根据权利要求1所述的脊骨固定组件，其中所述第一和第二细长杆之间的夹角是可调节的。

4.根据权利要求2所述的脊骨固定组件，其中所述第一和第二细长板被构造为围绕着穿过所述第一螺钉的轴线旋转，并且其中所述第一细长杆和所述第二细长杆之间的距离通过所述旋转来调节。

5.根据权利要求1所述的脊骨固定组件，其中所述椭圆形通孔和所述第二螺钉形成滑动铰链，该滑动铰链限制所述细长板的旋转运动范围。

6.根据权利要求3所述的脊骨固定组件，进一步包括第一和第二外壳，该外壳被构造为分别可拆卸地连接到所述第一和第二细长板的所述第二端，并且其中所述第一和第二细长杆的所述第一端分别可拆卸地连接到所述第一和第二外壳。

7.根据权利要求6所述的脊骨固定组件，其中所述第一和第二细长板的所述第二端包括适于分别接纳所述第一和第二外壳的第三通孔。

8.根据权利要求7所述的脊骨固定组件，其中所述第一和第二外壳被构造为围绕着穿过所述第三通孔的轴线旋转，并由此调节所述第一和第二细长杆之间的夹角。

9.根据权利要求8所述的脊骨固定组件，进一步包括第一和第二紧固螺钉，其用于分别可拆卸地将所述第一和第二细长杆连接在所述第一和第二外壳中。

10.根据权利要求1所述的脊骨固定组件，其中所述第一和第二细长板的所述第一端包括第四通孔，该第四通孔被构造为接纳用于将所述组件分别连接到第三和第四脊骨位置的第三和第四螺钉。

11.根据权利要求2所述的脊骨固定组件，其中所述第一细长杆和第二细长杆之间的距离在10毫米到55毫米的范围内调节。

12.根据权利要求1所述的脊骨固定组件，其中所述第一和第二细长板为S形。

13.根据权利要求1所述的脊骨固定组件，其中所述第一和第二细长板具有从由矩形、三角形、圆形、椭圆形、多边形及其组合所构成的群组中选取的形状。

14.根据权利要求1所述的脊骨固定组件，其中所述第一和第二细长板包括从由金属、塑料、陶瓷、橡胶、石墨、骨、吸收性材料、复合物、体温下可扩展材料、玻璃、射线可透过材料及其组合构成的群组中选取的材料。

15.根据权利要求1所述的脊骨固定组件，其中所述第一脊骨位置位于后枕骨中。

16.根据权利要求10所述的脊骨固定组件，其中所述脊骨位置是选自由枕骨、头骨的其他区域、椎弓根、脊椎横突、局部骨、脊膜、脊椎体、骶骨、尾骨、侧块、棘突和椎间盘组成的群组中。

Images