CN1121308A - 用于稳定脊柱的系统 - Google Patents

Abstract

本系统用于实现因脊椎前移引起的腰部脊柱弯曲弧度的复位，包括一装于脊椎骨L4上的钩形组件，装于脊柱骨L4、L5上的横向板，以及装于骶骨两对侧的骶板。钩子、横向板和纵向板在沿棘突所在前后面上组合，可使该部分脊柱有效复位并固定。用于稳定颈部脊柱的相应系统包括装在脊椎骨C3、C4、C5上的横向板。横向板和纵向板的组合可有效地稳定颈部脊柱。横向板包括有纹理的表面可防止滑动。系统结构紧凑，并不干扰脊柱侧肌肉。

Description

用于稳定脊柱的系统

本发明是1993年3月11日提出的美国专利031374号待批在先申请的部分继续。按美国专利法120条，兹提出优先权要求。

本发明涉及减少脊柱特别是颈部和腰部部分的变形、并在脊柱融合术愈合时托住该部分脊柱用的外科装置及方法。同时，本发明的一个实施例能减少轻度的回转变形，它具体涉及减少脊椎前移。本发明的另一个实施例能使颈部脊柱稳定化。

脊椎前移是一段脊椎骨相对于它底下的脊椎骨在挠曲(转动)和平移方向作不正常向前移动的一种状态。这种状态可以是由于(a)被撕裂软组织的约束(韧带、关节囊等)，(b)被侵蚀及变形的关节(变性脊椎前移)，(c)作为第一单元的椎弓板、脊椎棘突和腰椎副突与作为第二单元的其余椎骨之间的(椎骨脱离性脊椎前移)。

在出现脊椎前移时，上面的一段脊椎骨在一个径向平面中同时在角挠曲和直线平移方向作向前移动。为了同时对上脊椎骨的挠曲和平移以及下脊椎骨的相对扩张或平移进行矫正，脊椎前移的处理一般是对两类位移同时进行矫正，以恢复腰椎正常的脊柱前凸排列。

一种处理脊椎前移的方法是用一对通过椎弓根螺丝装在每级S-1、L-5和L-4上的纵向板(例如Roy Camille板或可变槽板(Steppe板))来减少变形。由于椎弓根螺丝在椎弓根的长轴线上被居中转过一角度，所以螺丝尖端与螺丝最终连接到板上的位置的距离是不同的。纵向板的另一个困难是即使不做复位术，也要对以不同椎弓根角度插入的许多螺丝进行对准。第三个问题是单用纵向板复位比用通过横向板预先连接的两个椎弓根螺丝复位差得多。纵向板还在脊椎骨关节上安置了大量金属，在该处限制血管向内生长进入治愈融合，从而抑制骨的形成。同时，大量的板和螺丝连接件还在脊柱侧肌肉中间(而不是肌肉之间)产生更多的无生命空间和创伤组织。

因此，希望有一种处理脊椎前移的系统，这种系统可为低腰部脊柱提供固定，并有效减少因脊椎前移而增大的弯曲量。这种系统也包括有不干扰脊柱侧肌肉的板的设计。而且，这种系统最好可调节板与椎弓根螺丝之间的位置关系以便能在复位前、复位过程中以及复位后保持板的最佳位置。

同时，希望有一种为颈部脊柱提供固定的系统，以对退行性关节滑脱、肿瘤、损伤等疾病进行处理。由于前述系统是用于处理低腰部脊柱的，一个用于处理颈部脊柱的理想系统包括有不干扰脊柱侧肌肉的板的设计。而且，这种系统最好可调节板与外侧块螺丝之间的位置关系以便能在处理前、处理过程中以及处理后保持板的最佳位置。

本发明涉及一种用于稳定具有解剖学上正确的弯曲弧度的脊柱部的系统及其部件。例如，本发明提供一种用于稳定低腰部脊柱并减少因脊椎前移的状态引起脊椎骨L4、L5和骶骨位移的系统。该系统包括一些器械，用以在不干扰脊柱侧肌肉的情况下实现以上目标并在复位前、复位过程中及复位后保持板的最佳位置。

本发明提出的用于处理低腰部脊柱的系统包括用于固定脊椎L4的第一和第二横向板以及用于固定脊椎L5的第三和第四横向板。第一、第二、第三和第四横向板的每一块都在一端包括有一个用于沿第一轴线接受一椎弓根螺丝的孔。从横跨第一轴线方向的孔中伸出两个大致平行且长度大致相同的有间隔的指。每对间隔指包括一个上表面和一个相对的下表面。使第一和第三横向板的间隔指的下表面具有纹理结构，并使第二和第四横向板的间隔指的上表面具有纹理结构。该系统同时还包括第一和第二骶板，该第一和第二骶板包括一个带有许多孔的平面体，这些孔用于刚性固定与髋骨侧向部独立相对的骶板。从每一骶板体中伸出两个具有上表面和相对下表面的大致平行且长度大致相等的有间隔的指。使第一骶板的间隔指的下表面和第二骶板的间隔指的上表面分别具有纹理结构。该系统也包括一个包含用拉长间隔件连接的上端和下端的纵向件。上端、下端和间隔件确定了纵向板上的一条沟槽。纵向板、横向板和骶板通过紧固装置被固定在一起。紧固装置将横向板和骶板的间隔指固定到纵向板上。

本发明同时涉及作为上述低腰系统部件的单个横向板和骶板。对于横向板，使不管是间隔指的下表面还是间隔指的上表面具有大致0.015—0.025英寸幅度范围的重复模式。此外，本发明可以通过横向板使间隔指与孔的第一轴线对准或错开。对于骶板，则象对横向板一样，使间隔指下表面或上表面具有大致0.015—0.025英寸幅度范围的重复模式。

本发明的实施例涉及上述用于稳定低腰部脊柱及减少因脊椎前移引起的脊椎骨L4、L5和骶骨位移的系统。除第一、第二、第三和第四横向板以及第一和第二骶板外，本发明的这个实施例还包括一个用于将纵向板固定到脊椎骨L4上表面的钩形组件。钩形组件包括一个具有轴和钩夹的钩子，其中钩尖被定位在椎管内。

另一方面，本发明涉及一种采用器械来稳定颈部脊柱的系统，这种器械不干扰脊柱侧肌肉并在稳定前和稳定过程中保持板的最佳位置。

用于稳定颈部脊柱的系统包括用于固定到脊椎骨C3上的第一和第二横向板，用于固定到脊椎骨C4上的第三和第四横向板，以及用于固定到脊椎骨C5上的第五和第六横向板。上述第一至第六横向板的每一块都包括一具有用于接收沿第一轴线的外侧块螺丝的小孔的孔板。第一、第三和第五横向板分别被装到脊椎骨C3、C4和C5的左外侧块。第二、第四和第六横向板分别被装到脊椎骨C3、C4和C5的右外侧块。从孔板沿大致中间偏后方向伸出一中间板。把中间板的一端连接到孔板，而把中间板的另一端连接到在中间方向伸出长度大体相等、大体平行的两个间隔指。间隔指包括一个后表面和一个相对的前表面，分别使第一、第三、第五横向板的间隔指的前表面和第二、第四、第六横向板的间隔指的后表面具有纹理结构。该系统也包括一个包含用拉长间隔件连接的上端和下端的纵向件。上端、下端和间隔件确定了纵向板上的一条沟槽。将紧固件穿过纵向板和横向板上的沟槽以把它们一起固定。

以下结合附图介绍本发明的实施例，以期更具体理解本发明的目的、特点和优点。其中：

图1为脊椎骨L4、L5和骶骨相同部位左侧剖面的正视图；

图2为装有本发明系统的腰部脊柱背侧的正视图；

图3为本发明系统的部件分解透视图；

图4为沿图2中4-4线脊椎骨C5下方的平面图；

图5为沿图2中5-5线骶骨下方的平面图；

图6为装有本发明钩形组件低腰部实施例的腰部脊柱背侧的正视图；

图7为图6低腰部脊柱侧相同部位左侧剖面的正视图；

图8为装有本发明系统颈部实施例的颈部脊柱背侧的正视图；

图9为本发明颈部实施例的部件分解透视图；

图10为沿图8中10-10线脊椎骨C4下方的平面图；

图11为图8中脊椎骨C4、C5和C6相同部位左侧剖面的正视图。

参阅图1中的虚线，脊椎前移是腰部脊柱10的一种状态，其特征是棘突、椎弓板和第5腰椎(有时第4腰椎)的前关节面连在一起，但与骨的其它部分分离。这种状态引起腰部脊柱朝前面方向弯曲弧度增加(用箭头12表示)和造成骶骨朝后面方向的位移(用箭头16表示)。如上所述，这种弯曲弧的矫正是通过朝前面方向对骶骨14进行推和朝后沿方向16对脊椎骨L4和L5进行拉来实现的。

此外，如图2所示，本发明用于固定腰部脊柱10和减少脊椎前移的系统包括有分别通过椎弓根螺丝30和31分别装到脊椎骨L4的左椎弓根26和右椎弓根28的第一横向板22和第二横向板24。第三横向板32和第四横向板34则分别通过椎弓根螺丝40和41分别装在脊椎骨L5的左椎弓根36和右椎弓根38。该系统还包括装在靠近腰骶接合处且在其两对侧的骶骨14上的第一骶板42和第二骶板44。沿贯穿横向板22、24、32、34以及骶板42、44的轴线定位的是纵向板46，该纵向板46朝后面方向为凹形，以便将低腰部脊柱10固定在所需位置。通过下面将具体描述的紧固件48、50和52将横向板22、24、32、34和骶板42、44连接到纵向板46上。

以下逐一参照图3对组成以上所一般介绍的系统的具体零件作进一步的说明。第一横向板22在左端部56有一个孔54。左端部56为圆形，孔54在左端部56的中央并被加工至其大小能沿第一轴线接受椎弓根螺丝30。椎弓根螺丝30包括一个用于插入椎弓根的位于一端的主螺纹部分和一个用于接受椎弓根螺母62的位于另一端的副螺纹部分，椎弓根螺母62将椎弓根螺丝30紧固在第一横向板22上。从左端部56在下部方向63延伸即为矩形凸缘64。凸缘64提供一偏置元件，在横跨第一轴线的侧向扩展的间隔指66由此延伸。间隔指66长度大致相同并包括有通过横端件68连接的端部相对凸缘64。以这种方式，凸缘64、间隔指66和端件68界定了穿过第一横向板22的一条沟槽70。凸缘64还在前面方向12从右到左向侧面倾斜，以使左端部56和凸缘64所在的平面不同于间隔指66和端件68所在的平面。

左端部56和凸缘64的厚度D系从后表面72到前表面74进行测量。间隔指66和端件68的厚度则从后表面72到前表面74测量约等于D/2。为了减少间隔指66和端件68的厚度，去除了一部分前表面74。对于第一横向板22，间隔指66和端件68的前表面为锯齿型纹理。锯齿的峰谷具有幅度约为0.015—0.025英寸的重复模式。也可采用其它重复模式，只要其有助于防止在第一横向板22和第二横向板24间产生滑动，详述见后。在所示实施例中，第一横向板22具有一由凸缘64提供的偏置量。而第二横向板24则象以后详述的第三和第四横向板一样可以是直的。

继续参照图3，用于脊椎骨L4的第二横向板24包括右端部76，该右端部76包括孔78和凸缘80，这些基本上是第一横向板22的左端部56、孔54和凸缘64的镜像，故对其特点不再具体描述。第二横向板24与第一横向板22的不同之处在于间隔指82和横向端件84包括后表面86和前表面88，其中后表面具有上述纹理。为了减少间隔指82和端件84的厚度，去除了一部分后表面86。当第二横向板24的间隔指82和端件84的有纹理的后表面86与第一横向板22的间隔指66和端件68的有纹理的前表面74结合在一起时，由于两个具有纹理的表面的啮合，使两表面间的滑动减至最小。

继续参照图3，第三横向板32包括一个大致为圆板形的左端部90和垂直穿过左端部的孔92，孔92用于沿第一轴线接受椎弓根螺丝40。椎弓根螺丝40与前述椎弓根螺丝30相同。从左端部90延伸即为大致平行且长度大致相等的间隔指94。间隔指94的端部与左端部90相对并通过横向端件96连接。左端部90在前面方向从右到左为侧面倾斜，以使左端面所在平面不同于间隔指94和端件96所在平面。左端部90、间隔指94和端件96界定了穿过第三横向板32的一条沟槽98。间隔指94和端件96从后表面到前表面方向的厚度约等于左端部90在同样方向上厚度的一半。间隔指94和端件96包括后表面100和与其相对的前表面102。减少间隔指94和端件96的厚度是通过去除一部分前表面102来实现的。下表面102具有纹理结构，这与前述第一横向板22的情况是一样的。

继续参照图3，第四横向板34包括右端部104，这基于上是第三横向板32的左端部90的镜像。右端部104包括穿过右端部104的孔106。与第三横向板32的左端部90相似，右端部104在前面方向12中从左到右为侧面倾斜。第四横向板34也包括从右端部104侧向延伸并大致平行的间隔指108。间隔指108长度大致相等并通过横向端件110在与右端部104相对的一个端部处连接。右端部104、间隔指108和端件110界定了穿过第四横向板34的沟槽112。与第三横向板的情况一样，间隔指108和端件110在后表面到前表面方向的厚度大致等于右端部104在同样方向上厚度的一半。厚度的减少是通过去除间隔指108和端件110的一部分后表面114来实现的。第四横向板34包括有间隔指108，其后表面114具有前述关于其它横向板可重复模式的纹理。第四横向板34的可重复模式将与第三横向板32紧密配合以防止其间的滑动。

如上所述，应了解在图3所示的上述第一横向板22和第二横向板24包括左右端部和偏置间隔指，如果合适的话它们的构造也可采用与第三和第四横向板32和34类似的直线型结构。

参照图2、3和5，本发明的系统还包括左骶板116和右骶板118。在所示实施例中，骶板116和118均为三角形，但应了解三角形骶板并不是必需的，仅包括有两只螺丝而不是用三只螺丝的直骶板也是可以用的。在图2和图3中示出了右骶板110和左骶板11 6。由于右骶板118是左骶板116的镜像，故仅对右骶板118作具体描述。右骶板118有一基板120，该基板具有一后表面122和一与之相对的前表面124。骶板118的前表面124被设计为与邻近腰骶结合处骶骨的后表面紧密接触。基板120的适当位置是位于一般与邻近腰骶结合处骶骨部分相切的一个平面。在描述中，此平面被称为骶平面或背平面。骶板118的基板120上有三个从基板120的后面向前面伸展的孔：椎弓根孔126，侧孔128和斜孔130。孔126、128和130在向前面伸展时不与骶平面垂直。

相反，椎弓根孔126具有一在前面和中间方向伸展的轴线，其在中间方向最好偏置成与垂直于骶面的线约成15°，尽管这个角度可以根据被固定的具体骶骨情况有所变化。因此可知通过该孔伸展的螺丝通过骶骨的椎弓根伸展并必须一直位于椎弓根内。

侧孔128在一前面和侧面方向伸展，其在侧面方向最好偏置成与垂直于骶面的线约成30°。如有需要，根据骶骨构造，可以改变侧面角度和在相对骶面向下或向上方向倾斜的孔的方向。

斜孔130通过基板120并在侧向和向下方向偏置。当从骶平面看时，孔130最好首先与侧面线偏置45°，但可按骶骨具体情况改变。同时，孔130最好在侧向与垂直于骶平面的线偏置约30°，但同样可根据骶骨构造情况改变。

从右骶板118左侧面延伸即为凸缘132。凸缘132大致为矩形，其在后面至前面方向的厚度大致等于基板120在同一方向的厚度。凸缘132在所示实施例中在后面方向自右向左以大约45°角度从基板120侧面延伸。相对于下述间隔指的长度来说，凸缘132则相对较短。这个角度可根据骶骨构造情况改变。从与骶板118相对的凸缘132端部延伸即为长度大致相等、大致平行的间隔指134。通过横向端件136连接与凸缘132相对的间隔指134的端部。间隔指134和端件136在后面至前面方向的厚度大致等于凸缘132或基板120在同一方向测得厚度的一半。这种厚度的减少是通过去除间隔指134和端件136的一部分后表面138来得到的。通过与上述第一、第二、第三和第四横向板类似的方法使间隔指134和端件136的后表面138具有可重复模式的纹理。象横向板一样，凸缘132、端件136和间隔指138界定了穿过右骶板118的一条沟槽140。

继续参照图2、3和5，左骶板116包括大致是右骶板118的基板120、凸缘132的镜像的一个基板142和一个凸缘144。大致平行的间隔指146系由凸缘144延伸而来并通过横向端件148连接，其端部与凸缘144相对。间隔指146、端件148和凸缘144界定了穿过左骶板116的沟槽150。象间隔指134和右骶板118的端件136一样，间隔指146和左骶板116的端件148在后面至前面方向测量的厚度约等于凸缘144或基板142在同一方向测得厚度的一半。间隔指146和左骶板116的端件148包括一个被部分切除以提供该厚度的前表面124。前表面124同样具有前述纹理。

如图1、2和3所示，所示系统包括纵向板46，该纵向板包括两个延伸间隔件154，其下端部和上端部通过横向件156和158连接。横向端件156和158，以及间隔件154界定了穿过纵向板46的一条沟槽160。纵向板46在后面方向为凹形，提供为对脊椎前移进行成功处理所需的弯曲弧度。该纵向板系在台上参照已弯曲成满足病人需要或最后对准需要的样板进行对准弯曲。纵向板46的长度足以在脊椎骨L4上的第一横向板22、第二横向板24与骶骨上的骶板116、118之间延伸。在前面至后面方向内测量的纵向板46的厚度应足以为脊柱的完全固定和处理提供所需刚度。

参照图2、3、4和5，用于将横向板和骶板紧固在纵向板上的紧固件48、50和52除以下提到的区别外全部相同。紧固件48、50和52包括方颈螺栓164，该螺栓包括头部166，方形凸缘168和螺栓部分170。凸缘168位于头部166螺旋部170之间，其厚度大致与第一横向板和第二横向板或任何一对其它板的间隔指的结合厚度相等。凸缘168有一垂直于螺旋部轴线的四方部分。凸缘168的边长略小于横向板或骶板中沟槽的宽度。这样，方形凸缘可以在相应的沟槽中定位并防止转动。螺旋部170的长度通常能足以伸出已组合好的相应的间隔指板对、下面将具体介绍的紧固件的其它零件、以及纵向板的后表面。根据脊椎具体构造，紧固件50可以包括一个比紧固件48和52的螺旋部更长的螺旋部。紧固件48、50和52同时包括一个薄型主螺母172，将该螺母拧紧以与方颈螺栓164上的螺旋部170紧密结合。主螺母172包括一后表面和前表面，该两表面均具有一定纹理，以便于紧固在横向板的后表面上并防止在螺母172与下述垫圈174的前表面之间滑动。在螺旋部170穿过一板对的沟槽后，采用主螺母172和方颈螺纹164把相应对板的间隔指紧固在一起。紧固件48、50和52还包括一个薄垫圈174，该垫圈有一个孔，用于在主螺母172安牢后接受方颈螺栓164的螺旋部162。绕垫圈174的外周朝后面方向延伸有两个凸缘176。两个凸缘176绕垫圈174外周隔开180°。两凸缘176之间的侧向距离很大，足以使纵向板46的间隔件154嵌在两凸缘176之间。凸缘176由垫圈174向后面方向延伸，其距离小于纵向板在同一方向上的厚度，以便在系统紧固在一起时凸缘176的端部不超出纵向板46。在螺旋部170穿过纵向权56上的沟槽160后，通过副螺母178对螺旋部170进行紧固；副螺母包括一个螺旋孔，用于与螺旋部170紧密拧合。

如图2、3和4所示，用于将第一、第二、第三和第四横向板紧固到脊椎骨L4和L5上的椎弓根螺丝30、31、40和41在其下端包括一个主螺旋部58，而在另一端包括一个副螺旋部60。两个螺旋部中间是一凸缘184，其直径略大于副螺旋部60的直径。凸缘184的上端在一定位于与螺丝轴线垂直的平面内的台肩处结束。可将椎弓根螺丝紧固到脊椎骨L4或L5直至凸缘184，再将横向板上的孔穿过副螺旋端60直至凸缘184的台肩。该孔略大于第二级螺旋部，以便椎弓根螺丝可穿过横向板并相对于该板来回移动，但在接合时不能改变相对于螺丝轴线的角度。然后将一螺母62与副螺旋部60螺合并用以将板的前表面紧贴凸缘184的台肩。可用于本发明情况的一种椎弓根螺丝是由Danek集团公司医疗分部制造的。为便于将椎弓根螺丝插入椎弓根，在靠副螺旋部60的椎弓根螺丝端部包括一用于接受如内六角板手之类工具的凹槽。

如图3和5所示，用于将骶板116和118固定在骶骨上的螺丝186包括一个下面的螺旋部188，一个上面的喇叭形头部190，以及一个连在头部190下面的圆柱部分192。头部190上带有内六角，以便能将螺丝拧入一个椎弓根上钻好的孔中。下面螺旋部188上的骨接合螺旋为传统设计。圆柱部分192的直径略小于穿过骶板的椎弓根孔的直径。直径的选择应保证当圆柱部分在孔中对螺丝可转动和往复。但其公差应保证螺丝不能相对于孔的轴线改变角度或弯头。上面的喇叭形头部190则设计成在螺丝完全拧入骶骨时与孔中提供的沉孔紧密配合。在侧孔和斜孔中均采用同样的螺丝。

在使用时可以按照以下步骤将上述系统紧固到低腰部脊柱。应当理解到对于特定情况和脊椎结构也可以采用不同的步骤。

如图2和3所示，将椎弓根螺丝30、31、40和41采用传统技术插入脊椎骨L4和L5的椎弓根。通过前述螺丝将骶板116和118紧固到靠近腰骶结合部的骶骨上。通过将方颈螺栓164的螺旋部170穿过第一横向板22和第二横向板24中的沟槽而将第一横向板22和第二横向板24很松地连接在一起。将方颈螺栓通过在露出的螺旋部170旋入薄形螺母172很松地固定就位。将第二横向板24的孔78滑过右椎弓根螺丝31的副螺旋部60并用一传统螺母很松地固定就位。然后将第一横向板22的孔54滑过左椎弓根螺丝30的副螺纹端60并用传统螺母62很松地固定就位。以与上述第一横向板22和第二横向板24类似的方式将第三横向板32和第四横向板34很松地在已插入脊椎骨L5的椎弓根螺丝40和41上固定就位。

至于骶板116和118，在将骶板紧固到骶骨上之前先将方颈螺栓164的螺旋部170穿过沟槽140和150。再用一个具有纹理的螺母172将方颈螺栓164在左骶板116和右骶板118的沟槽140和150内很松地固定定位。然后用螺丝186将骶板116和118紧固在骶骨上。一旦将横向板和骶板紧固在相应的脊椎组织上，即可拧紧方颈螺栓164上的具有纹理的螺母172，这样相应的间隔指的具有纹理的表面即进入接触并防止相应连接板之间的滑动。接着将凸缘垫圈174滑过每个方颈螺栓164的露出端部，再将纵向板放置在方颈螺栓的露出端部上面。然后用副螺母178和方颈螺栓的露出部分将纵向板46紧固在骶板和横向板上。

根据脊椎前移引起的位移和弯曲弧度的程度，纵向板46的前面开始时可能不会接触L5的紧固件垫圈174。为实现复位，可以通过拧紧方颈螺栓164上的副螺母178来使弥合这个空档。而这样拧紧的结果则使系统朝后面方向拉脊椎骨L5和L4而朝前面方向推骶骨。

在应用上述系统时应理解，在特定的横向板的设计时要考虑避开脊柱低部各种解剖成分，可能必须去除一些解剖成分以便放置系统部件。一种变通的办法是在椎弓根螺丝的孔与间隔指的孔之间采用不同偏置量。

按照本发明，椎弓根螺丝被插入脊椎骨L4和L5的椎弓根，以使椎弓根螺丝呈彼此在后面方向岔开的角度。当将纵向板46按如上所述的方法装到方颈螺栓时，与椎弓根螺丝有关的岔开线间的距离在复位前是固定的，例如距离A。复位后由于通过纵向杆使脊椎骨L4和L5更为靠近，将使与椎弓根螺丝有关的岔开线间的距离减小到B(B＜A)。本发明系统提供一种用于对这种椎弓根螺丝间距离的改变进行调节的手段，能使连接板相对于椎弓根螺丝保持一种最佳位置状态。在实施复位时可通过松开螺母178和螺母172把紧固件松开。以这种方式让具有纹理的表面相互滑动，即可对构成一对对连接板的单个连接板之间的间隔进行调节。在达到所需间隔后可重新拧紧螺母172和178以把连接板紧固在一起。

如图6和7所示，如果需将脊柱对纵向板46作补充的稳定，则可采用钩形组件200。从生物力学方面来说，钩形组件200在某一级椎弓根固定物上加一钩子可使该级固定大大加强。钩子有助于防止螺丝在椎弓根中松开，而螺丝则有助于防止钩子从板中切下。钩形组件200能与用于上述横向板和纵向板相适应，从而使腰部脊柱稳定化。此外，钩形组件200也能适用于其它用于使脊柱其它部位稳定化的横向板组合。为简便起见，以下参照图6和图7所示关于本发明钩形组件的介绍对于图6、7和图1—5中的共同元件采用相同编号。应当理解，尽管图1—5和图6、7对本发明的描述都是有关低腰部脊柱稳定化的系统但以上描述中的骶板可以用一对横向板代替，这样即可按本发明对脊柱的其它部位进行稳定化处理。

钩形组件200包括钩形组件体202。钩子204从钩形组件体202的前端伸出，它包括一根轴206，轴206的一端与钩形组件体202连接，另一端与钩尖208连接。钩尖208与钩形组件体202的间隔距离足以使钩尖208伸过脊椎骨L4的上表面，以便能将钩尖208插入椎管209。钩形组件体202在与钩子204相对的后侧包括一个在后面方向延伸的螺栓210。螺栓210所取的长度为使它能穿过纵向板46中的沟槽211。将螺母212拧在螺栓210端部，螺栓210穿过纵向板46并将钩形组件200紧固在纵向板46上。

如前所述，按本发明形成的横向板和纵向板除对低腰部脊柱进行稳定外，还可对脊柱其它部位进行稳定化处理。如图8所示，采用横向板212、214、224、226、236和238，纵向板248，紧固装置250、252和254，以及侧块螺丝220、222、232、234、244和246可形成一个能对颈部脊柱进行稳定化处理的系统。再次说明：应当理解，以下对颈部稳定化的描述是按专门设计用于脊柱其它部位稳定化的本发明示范系统。

此外，如图9所示，本发明用于颈部脊柱稳定化的系统包括分别通过侧块螺丝220和222被分别装到脊椎骨C3的左侧块216和右侧块21 8的第一横向板212和第二横向板214；分别通过侧块螺丝232和234分别装到脊椎骨C4的左侧块228和右侧块230的第三横向板224和第四横向板226；以及分别通过左侧块螺丝224和第四横向板226；以及分别通过左侧块螺丝224和右侧螺丝246分别装到脊椎骨C5的左侧块240和右侧块242的第五横向板236和第六横向板238。纵向板248率供横向板212、214、224、226、236和238沿纵向轴线定位，它在所示实施例中为直的；尽管根据进行稳定化处理的脊柱特定部位，纵向板248在后面方向可以是中凹形状以便在所需位置进行稳定化处理。通过下面将具体描述的紧固装置250、252和254把横向板212、214、224、226、236和238连接到纵向板248上。

图9特别给出了构成上述颈部系统的部件分解，兹详述于后。以下具体描述第五横向板236和第六横向板238，相关紧固装置254，以及侧块螺丝244和246。之所以描述第五横向板236和第六横向板238是因为这些元件在图9中被分解表示。应当理解，以下对于第五横向板236和第六横向板238的描述同样适用于其它横向板和相关零件。有关横向板之间的主要区别是横向板的眼板在上面方向和侧面方向的倾斜度。

第五横向板236在其左侧包括一眼板258。眼板258外周为圆形，中心处有一孔眼256。孔眼256从眼板258前表面通至后表面，其大小为能沿第一轴线259接受左侧块螺丝244。左侧螺丝244包括一在前面端处的主螺旋部260和一在相对的后面端处的副螺旋部262。使用时，将主螺旋部260拧入左侧块240而将副螺旋部262穿过孔眼256并通过螺母264紧固在第五横向板236上。从眼板258向大致为中间及后面方向延伸即为中间板266。中间板266为长方形，有一左侧短端与眼板258中间外周连接。中间板266的右中端位置是由左侧端从后面和中间确定的。延伸间隔指268从中间板266的右中端间与大致横越第一轴线259的中间方向延伸。间隔指268长度大致相等并包括一与中间板266相对的端部，中间板266系通过横向端件270连接。以这种方式，中间板266的右中端、间隔指268和横向端件270界定了穿过第五横向板236的一条沟槽272。如下所述，可将眼板258在侧面及上面方向倾斜，以便第一轴线259与侧块螺丝244插入左侧块240的最佳线条一致，从而得到合适而安全的紧固。

眼板258和中间板266从其后表面至前表面测量的厚度均为D。间隔指268和横向端件270从其后表面至前表面测量的厚度约为D/2。为了形成较小厚度的间隔指268和横向端件270，一部分前表面被从这些元件中去除了。对于第五横向板236，使间隔指268和横向端件270的前表面带有锯齿型纹理。在所示实施例中，锯齿的峰谷具有幅度约为0.015—0.025英寸的重复模式。其它重复模式也可采用，只要这些锯齿表面有助于防止下面将具体描述的第五横向板236和第六横向板238之间的滑动。

在所述实施例中示出了分别带有在左右侧方向和上面方向倾斜的眼板258和274的第五横向板236和第六横向板238。根据脊椎形态的具体要求，也可采用其它倾斜度，或眼板258和270完全不倾斜。

继续参见图9，用于脊椎骨C5的第六横向板238包括眼板274，眼板274包括一个孔眼和中间凸缘278，这些大致是第五横向板236的眼板258、孔眼256和中间板266的镜缘。对这些元件的理解可相应参照前面的描述。第六横向板238与第五横向板236的不同在于它包括具有前述锯齿纹理结构后表面的间隔指280和横向端件282。为了形成较小厚度的间隔指280和横向端件282，去除了这些元件的一部分后表面。当第六横向板238的间隔指280和横向端件282的具有纹理的后表面与第五横向板236的间隔指268和横向端件270的具有纹理的前表面紧密结合在一起时，由于这些纹理结构表面的紧密结合趋于将两个横向板锁在一起，故它们之间的滑动为最小。

继续参见图9，第一横向板212和第三横向板224与第五横向板236大致相同。第二横向板214和第四横向板226与第六横向板238大致相同。应当理解，不同组的横向板对于相应的眼板的倾斜可以有所不同，以适当相应侧块的具体结构形态。为简单起见，读者可参照第五横向板236和第六横向板238的描述理解第一、第二、第三和第四横向板的各种结构元件。

仍参见图8、9，根据本发明形成的用于稳定颈部脊柱的系统包括由两个间隔延伸件284组成的纵向板248，间隔延伸件的下端和上端通过横向件286和288加以连接。横向端件286、288和间隔件284界定了穿过纵向板248的一条沟槽290。在所示实施例中的纵向板248是直的，但应理解纵向板248的后面方向中可以是中凹的，以便提供为对脊柱进行成功的处理所需要的弯曲弧度。如果纵向板248需加以弯曲，可以把它在台上弯曲到由一个样板确定的所需线型，该样板系弯曲到与病人匹配或所需最后线型。纵向板248的长度足以在脊椎骨C3上的第一横向板21 2和第二横向板214与脊椎骨C5上的第五横向板236和第六横向板238之间延伸。在前面至后面方向测量的纵向板248的厚度应能足以提供脊柱的整个稳定化和治疗所需的刚度。

此外，如图10和11所示，采用紧固装置250、252和254分别将第一横向板212和第二横向板214、第三横向板224和第四横向板226、第五横向板236和第六横向板238紧固到纵向板248上。紧固装置250、252和254与前述图2、3、4和5上的紧固装置48、50和52大致相同。紧固装置250、252和254中的每一个都包括有一个方颈螺栓298，该方颈螺栓一端包括头部300和方形凸缘302，另一端包括螺旋部304。包括有头部300、方形凸缘302和螺旋部304的方颈螺栓298与前述图2、3、4和5中的紧固装置48、50和52中包括头部166、方形凸缘168和螺旋部170的方颈螺栓164大致相同。为简化起见，关于这些元件的具体描述这里不再重复，读者可参照前述描述。紧固装置250、252和254同样包括薄形主螺母206、薄形垫圈308和副螺母310，所有这些均与前述紧固装置48、50和52中的薄形主螺母172、薄形垫圈174和副螺母178大致相同。为透彻了解起见，读者可参照前述有关这些元件的具体描述。

如图8、9、10和11所示，采用侧块螺丝220、222、232、234、244和246将第一、第二、第三、第四、第五和第六横向板分别紧固到脊椎骨C3、C4和C5上。由于每个侧块螺丝都是同样的，因此下面将仅对侧块螺丝244进行介绍。如上所述，侧块螺丝244一端包括一主螺旋部260，另一端包括一副螺旋部262。主螺旋部260用于将侧块螺丝244牢固地固定在脊椎骨C5的左侧块上。侧块螺丝244在主螺旋部260和副螺旋部262间包括有凸肩312，其大小使它不能通过第五横向板236中的孔眼256。凸肩312位于最靠近主螺旋部260的副螺旋部262端部边。副螺旋部262的直径为使其能通过孔眼256。主螺旋部260对面的侧块螺丝244的端部有一用于接受如内六角板手之类工具的凹槽，以使侧块螺丝244转动。孔眼256的大小为略大于副螺旋部262，以使左侧块螺丝244能往复穿过第五横向板236但不能在穿越孔眼256后相对于螺丝轴线作角度转动。能用于本发明的侧块螺丝可由Danek集团公司医疗分部提供。使用时最好在把左侧块螺丝244插入左侧块240之前按可接受的外科操作规程在左侧块240上钻一个直径小于左侧块螺丝244主螺旋部260直径的孔。在左侧块240上钻孔之后，可采用一插入侧块螺丝244端部凹槽的内六角板手将左侧块螺丝244拧入孔中。侧块螺丝244从其前端部至凸肩312前侧面的长度短到在侧块螺丝244向下拧入侧块240至凸肩312时足以使主螺旋部不穿出侧块240的另一侧。通过将副螺旋部262穿过孔眼256并将螺母264在副螺旋部上拧紧，即可将侧块螺丝244紧固在眼板258上。

继续参照图8、9、10和11，为了避免损伤脊椎动脉261并能安全地穿透左侧块240，将左侧块螺丝244转过一个侧面角L(约为20°—30°)和一个上面角S(约10°—20°)后拧入左侧块240。

在使用时可按下述步骤将上述用于稳定颈部脊柱的系统紧固在颈部脊柱上。应当理解，对于特定情况和脊椎形态可采用不同步骤。

如图8、9、10和11所示，侧块螺丝220、222、232、234、244和246如上所述被插入相应的脊椎骨C3、C4和C5的侧块。通过将方颈螺栓298的螺旋部穿过延伸间隔指间的沟槽而将第一横向板212和第二横向板214很松地结合在一起。通过将薄形主螺母拧在露出的螺旋部而将方颈螺栓298很松地保持在适当位置。将第二横向板214的孔眼在右侧块螺丝222的副螺旋部上滑动并用一传统螺母将其很松地固定。然后将第一横向板212的孔眼在左侧块螺丝220的第二级螺旋部上滑动并用一传统螺母将其很松地固定。如前所述采用紧固装置252将第三横向板224和第四横向板226很松地结合在一起。然后将第三横向板224和第四横向板226很松地固定到左侧块螺丝232和右侧块螺丝234上，如同前述第一横向板212、第二横向板214和侧块螺丝220、222一样。同样，如前所述采用紧固装置252将第五横向板236和第六横向板238很松地结合在一起。然后用与前述有关其它横向板类似的方式将第五横向板236和第六横向板238很松地固定到左侧块螺丝244和右侧块螺丝256上。一旦将每组横向板紧固在相应的脊椎骨上，即可拧紧方颈螺栓上的螺母，以使相应间隔指的具有纹理的表面接触并防止在相应板之间滑动。接着将带凸缘的薄形垫圈在每个方颈螺栓的露出螺栓端上滑动，再将纵向板放在方颈螺栓的露出端上。然后采用传统螺母和方颈螺栓的露出部分将纵向板紧固到横向板上。

如上所述，应当理解，在设计特定的横向板时要考虑避开颈部脊柱的各种解剖成份，可能必须去除一些解剖成份以放置系统部件。一种变通的办法是采取侧块螺丝用孔眼间的不同偏置量和使中间板及间隔板转过一定角度。

以上对本发明的较佳实施例作了具体描述和图示，熟悉本专业的人员可以据此作不超出本发明的精神和范围的各种改变。

Claims (28)

1.一种用于稳定腰部脊柱和减少因脊椎前移引起的脊柱位移的系统，包括：

用以紧固到脊椎骨L4上的第一横向板和第二横向板；

用以紧固到脊椎骨L5上的第三横向板和第四横向板，所述第一、第二、第三和第四横向板的每一块都在一端含有一个包括用于沿第一轴线接受一椎弓根螺丝的孔眼的眼板并从横跨所述第一轴线方向的眼板中伸出两个大致平行且长度大致相同的间隔指，所述间隔指包括一个上表面和一个相对的下表面，所述第一和第三横向板的所述间隔指的前表面和所述第二和第四横向的所述间隔指的后表面具有纹理结构；

第一和第二骶板，所述骶板每一块均包括一带有许多孔的大致的平面体，这些孔用于刚性固定与骶骨侧向部独立相对的骶板，从每一骶板体中伸出两个长度大致相等且具有后表面和相对前表面的间隔指，所述第一骶板的间隔指前表面和所述第二骶板的间隔指后表面具有纹理结构；

包括有用间隔件连接起来的一上端和一下端的纵向件，所述上下端和所述间隔件在所述纵向板上界定了一沟槽；

用于将所述第一、第二、第三和第四横向板的间隔指和所述第一和第二骶板的间隔指紧固到所述纵向板上的紧固装置；

以及用于紧固到脊椎骨L3和所述纵向件上的一钩形组件。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，紧固装置包括：

一方颈螺栓，包括一头部，一用于装入所述沟槽中的凸缘，一螺旋部；所述凸缘位于所述头部和所述螺旋部之间，其厚度大致与所述第一和第二横向板的间隔指在后面至前面方向的结合厚度相等；

一主螺母，包括一具有纹理的后表面和一相对的具有纹理的前表面；

一垫圈，所述垫圈包括一带外周的环形体和两个从所述垫圈外周相对边缘向后面方向延伸的相对凸缘；以及

一副螺母。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述间隔指的具有纹理的表面包括一重复模式，其幅值足以防止在通过所述紧固装置将两个具纹理表面紧固在一起时其间产生滑动。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，纵向中心线在所述第一和第二横向板的间隔指之间并平行于间隔指移动，所述第一轴线与所述中心线偏置，以使所述纵向中心线不与所述第一轴线交叉。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，纵向中心线在所述第三和第四横向的间隔指之间并平行于间隔指移动，所述第一轴线与所述中心线偏置，以使所述纵向中心线不与所述第一轴线交叉。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述钩形组件包括一钩子和一螺旋件，所述钩子和所述螺旋件从一钩形组件体的两对侧延伸，所述钩子在下部方向开口。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，钩子包括一钩尖和一轴，轴由钩形组件体延伸，而钩尖则由钩形组件体对面端处的轴延伸。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，钩尖与钩形组件体的间隔距离足以通过钩尖在椎管上而使钩子在脊椎骨上表面定位。

9.一种用于稳定脊柱的系统，包括：

用于紧固到一脊椎骨的第一横向板和第二横向板；

用于紧固到第二脊椎骨的第三横向板和第四横向板；

用于紧固到第三脊椎骨的第五横向板和第六横向板，所述第一、第二、第三、第四、第五和第六横向板的每一块都在一端包括有一个包括用于沿第一轴线接受一螺丝的孔眼的眼板，从眼板朝大致中间方向伸出一块中间板，中间板的一端连接到眼板，中间板的另一端连接到朝大致横跨第一轴线的中间方向延伸的两个长度大致相等且大致平行的间隔指上，所述间隔指包括一个后表面和一个相对的前表面，所述第一、第二和第三横向板的所述间隔指的前表面和所述第二、第四和第六横向板的所述间隔指的后表面具有纹理结构；

包括有用间隔件连接起来的一上端和一下端的纵向件，所述上下端和所述间隔件在所述纵向板上界定了一沟槽；以及

用于将所述第一、第二、第三、第四、第五和第六横向板的间隔指紧固到所述纵向件上的紧固装置。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，紧固装置包括：

一方颈螺栓，包括一头部，一用于装入所述沟槽中的凹槽，一螺旋部；所述凸缘位于所述头部和所述螺旋部之间，其厚度大致与所述第一和第二横向板的间隔指在后面至前面方向的结合厚度相等；

一主螺母，包括一具有纹理的后表面和一相对的具有纹理的前表面；

一垫圈，所述垫圈包括一带外周的环形体和两个从所述垫圈外周向后面方向延伸的相对凸缘；以及

一副螺母。

11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述间隔指的具有纹理的表面包括一重复模式，其幅值足以防止在通过所述紧固装置将两个具纹理的表面紧固在一起时其间产生滑动。

12.如权利要求9所述的系统，其特征在于，第一轴线在一大致上面方向一大致侧面方向转过一定角度。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，眼板包括一前表面和一相对后表面，前表面和后表面与第一轴线大致垂直。

14.如权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括一用于紧固到第一脊椎骨和所述纵向件上的钩形组件。

15.如权利要求9所述的系统，其特征在于，第一轴线在大致下面方向和大致中间方向转过一定角度。

16.一种用于稳定脊柱的系统，包括：

一眼板，包括一用于沿一第一轴线接受一螺丝的孔眼；

一中间板，所述中间板从眼板朝大致中间方向延伸，中间板的一端连接到眼板，中间板的另一端连接到朝大致横跨第一轴线的中间方向延伸的两个长度大致相等且大致平行的间隔指上，所述间隔指包括一个后表面和一个相对的前表面，所述间隔指的前表面具有纹理结构。

17.一种用于稳定脊柱的系统，包括：

一眼板，包括一用于沿第一轴线接受一螺丝的孔眼；

一中间板，所述中间板从眼板朝大致中间方向延伸，中间板的一端连接到眼板，中间板的另一端连接到朝大致横跨第一轴线的中间方向延伸的两个长度大致相等且大致平行的间隔指上，所述间隔指包括一个后表面和一个相对的前表面，所述间隔指的后表面具有纹理结构。

18.一种用于稳定颈部脊柱的系统，包括：

用于紧固到脊椎骨C3上的第一横向板和第二横向板；

用于紧固到脊椎骨C4上的第三横向板和第四横向板；

用于紧固到脊椎骨C5上的第五横向板和第六横板，所述第一、第二、第三、第四、第五和第六横向板的每一块都在一端包括有一个包括用于沿第一轴线接受一侧块螺丝的孔眼的眼板，从眼板朝大致中间方向伸出一块中间板，中间板的一端连接到眼板，中间板的另一端连接到朝大致横跨第一轴线的中间方向延伸的两个长度大致相等且大致平行的间隔指上，所述间隔指包括一个后表面一个相对的前表面，所述第一、第三和第五横向板的所述间隔指的前表面和所述第二、第四和第六横向板的所述间隔指的后表面具有纹理结构；

包括有用间隔件连接起来的一上端和一下端的纵向件，所述上下端和所述间隔件在所述纵向板上界定了一沟槽；以及

用于将所述第一、第二、第三、第四、第五和第六横向板的间隔指紧固到所述纵向板上的紧固装置。

19.一种用于稳定颈部脊柱的横向板，包括：

一眼板，包括一用于沿第一轴线接受一侧块螺丝的孔眼；

一中间板，所述中间板从眼板朝大致中间后面方向延伸，中间板的一端连接到眼板，中间板的另一端连接到大致横跨第一轴线的中间方向延伸的两个长度大致相等且大致平行的间隔指上，所述间隔指包括一个后表面和一个相对的前表面，所述间隔指的前表面具有纹理结构。

20.如权利要求19所述的横向板，还包括：一在与所述眼板相对的所述间隔指的两端间横向延伸的端件。

21.如权利要求20所述的横向板，其特征在于所述间隔指和所述端件界定了通过所述横向板的一沟槽。

22.如权利要求19所述的横向板，其特征在于，第一轴线朝大致上的方向和大致侧面方向转过一角度。

23.如权利要求22所述的横向板，其特征在于，眼板包括一前表面和一相对后表面，前表面和后表面大致与第一轴线垂直。

24.一种用于稳定颈部脊柱的横向板，包括：

一眼板，包括一用于沿第一轴线接受一侧块螺丝的孔眼；

一中间板，所述中间板从眼板朝大致中间后面方向延伸，中间板的一端连接到眼板，中间板的另一端连接到大致横跨第一轴线的中间方向延伸的两个长度大致相等且大致平行的间隔指上，所述间隔指包括一个后表面和一个相对的前表面，所述间隔指的后表面具有纹理结构。

25.如权利要求24所述的横向板，还包括：

一在所述眼板相对的所述间隔指的两端间横间延伸的端件。

26.如权利要求25所述的横向板，其特征在于，所述间隔指和所述端件界定了通过所述横向板的一沟槽。

27.如权利要求24所述的横向板，其特征在于，第一轴线朝大致上面方向和大致侧面方向转达一角度。

28.如权利要求27所述的横向板，其特征在于，眼板包括一前表面和一相对后表面，前表面和后表面大致与第一轴线垂直。

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