BG63839B1

BG63839B1 - Instrument for the correction of spinal column deformations

Info

Publication number: BG63839B1
Application number: BG104473A
Authority: BG
Inventors: Стефан СТАНЧЕВ; Венцислав БУСАРСКИ; Илия ЧОРБОВ
Original assignee: Стефан СТАНЧЕВ; Венцислав БУСАРСКИ; Илия ЧОРБОВ
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2003-03-31
Also published as: BG104473A

Abstract

The instrument is used in medicine, in particular in the surgical treatment of congenital and acquired deformations, fractures - luxation of vertebra bodies, correction in unsuccessful surgical intervention, senile deformation of the spinal column, in oncologic diseases and in impairments as result of traumas or of any other nature. Stepless securing of the screws is attained, and also compensation of angular deviations between them. The instrument comprises a rod (6) in which at least two screws (1) are freely mounted, each of which is machined with a hexagonal head (2), continuing as a conical journal (3) with angle (alpha). The conical journal (3) ends with a standard threading, on which a nut (4) is mounted. Between the head (2) and nut (4) a bracket (5) is fitted, engaging the rod (6). The hexagonal head (2) and bracket (5) are in contact by matching machined spherical surfaces with radius (R), and bracket (5) and nut (4) have duly machined spherical surfaces with radius (r). The bracket has a conical hole with angle (beta), which ensures angular clearance between it and journal (3) with angle (gamma). The dimensions of the bracket (5) are such, that radii (R) and (r) have a common centre which also appears to be the peak of the conical surfaces having angles (alpha) and (beta), the condition beta = alpha + gamma being observed. 1 claim, 2 figures

Description

(54) ИНСТРУМЕНТ ЗА КОРЕКЦИЯ НА ДЕФОРМАЦИИ НА ГРЪБНАЧНИЯ СТЪЛБ(54) Spinal deformity correction tool

Област на техникатаTechnical field

Изобретението се отнася до инструмент за корекция на деформации на гръбначния стълб или на отделен негов елемент или сегмент и намира приложение в медицината, поспециално при хирургическо лечение на вродени и придобити изкривявания в детска възраст, плъзгане между прешленни тела, фрактури - луксации на прешленни тела, корекции при неуспешна хирургическа интервенция на предишни етапи, възрастови изкривявания на гръбначния стълб, при онкологични случаи и случаи с увреждания от травматично или друго естество.The invention relates to a tool for the correction of deformities of the spine or its individual element or segment and is used in medicine, especially in the surgical treatment of congenital and acquired childhood distortions, sliding between vertebrae, fractures - luxations of vertebrae, corrections for unsuccessful surgical intervention at previous stages, age-related distortions of the spine, oncological and traumatic or other injuries.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известен е инструмент за корекция на деформации на гръбначния стълб, който се състои от прът с нанизани на него най-малко два винта. Всеки винт е изпълнен с шестограмна глава, в която е оформен цилиндричен отвор с надлъжна ос, перпендикулярна на оста на винта. В отвора е монтиран прът, фиксиран с болт, разположен по надлъжната ос на шестограмната глава.A tool is known for correcting deformities of the spine, which consists of a rod with at least two screws strung on it. Each screw is filled with a hexagonal head, in which a cylindrical hole is formed with a longitudinal axis perpendicular to the axis of the screw. A rod fixed with a bolt located along the longitudinal axis of the hex head is mounted in the opening.

При друго изпълнение на известния инструмент винтът има глава, представляваща вилка, с оформена вътрешна резба. Във вилката, перпендикулярно на винта, се монтира прът, който чрез притискаща пластина и болт, разположен във вътрешната резба, се притиска в главата (1).In another embodiment of the known tool, the screw has a fork head with an inner thread. A rod is mounted in the fork perpendicular to the screw, which is pressed into the head (1) by means of a pressure plate and a bolt located in the inner thread.

Недостатък на известното решение е невъзможността за безстепенно завиване на винта поради това, че цилиндричният отвор в едното изпълнение и, съответно, вилката в другото изпълнение, могат да се завиват степенно на по 180°, поради което е невъзможно прецизното им позициониране. Друг недостатък е невъзможността да се компенсират ъгловите отклонения между отделните винтове. За частично компенсиране на този недостатък диаметърът на цилиндричния отвор и отвора на вилката се оформят значително по-големи от диаметъра на пръта, при което, за да се осъществи надеждна връзка, диаметърът на пръта е също увеличен, повърхността му е накатена и покрита с диамантен прах. Това също е недостатък, който увеличава размера на главата и стойността на инструмента. Независимо от увеличения диаметър на пръта, от практическа гледна точка определена трудност при тяхното използване представлява центрирането на винтовете и възможността при малка неточност да възникне въртящ момент, както и приплъзване, което довежда до движения между отделните елементи на инструмента и е предпоставка за забавено костно срастване (псевдоартроза). Друг недостатък е твърдата конструкция на инструмента вследствие увеличения диаметър на пръта и невъзможността за възникване на микродвижения, предизвикващи пизоелектрични ефекти, довеждащи до ориентация на Са**, които стимулират костното срастване.A disadvantage of the known solution is the inability to step the screw steadily due to the fact that the cylindrical opening in one embodiment and, accordingly, the fork in the other embodiment, can be rotated in degrees of 180 °, making it impossible to accurately position them. Another disadvantage is the inability to compensate for the angular deviations between the individual screws. In order to partially compensate for this defect, the diameter of the cylindrical hole and the fork hole are formed substantially larger than the diameter of the rod, in which, in order to have a reliable connection, the diameter of the rod is also enlarged, its surface is rolled up and covered with diamond. dust. This is also a disadvantage that increases the head size and value of the tool. Regardless of the increased diameter of the rod, from a practical point of view, some difficulty in their use is the centering of the screws and the possibility of a small inaccuracy of torque, as well as slipping, which leads to movements between the individual elements of the tool and is a prerequisite for delayed bone healing. (pseudoarthrosis). Another disadvantage is the rigid construction of the tool due to the increased diameter of the bar and the inability of micro-motions to cause the piezoelectric effects leading to Ca ** orientation, which stimulate bone healing.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Задача на изобретението е да се създаде инструмент за корекция на деформации на гръбначен стълб с опростена конструкция, позволяваща безстепенно завиване на винта и възможност за компенсиране на ъглови отклонения между отделните винтове.It is an object of the invention to provide a tool for the correction of spinal deformities with a simplified construction, allowing for a steady screw twist and the ability to compensate for angular deviations between the individual screws.

Задачата е решена с инструмент за корекция на деформации на гръбначния стълб, съставен от прът с дължина, определена спрямо изкривяването на гръбначния стълб, на който прът са нанизани най-малко два винта. Всеки винт е изпълнен с шестограмна глава. Съгласно изобретението шестограмната глава продължава с конична шийка, имаща ъгъл а, при което коничната шийка завършва с нормална резба, на която е монтирана гайка. Между шестограмната глава и гайката е разположена скоба, обхващаща пръта. Шестограмната глава и скобата контактуват помежду си със съответно оформени сферични повърхнини с радиус К, а скобата и гайката контактуват помежду си със съответно оформени сферични повърхнини с радиус г. Скобата е изпълнена с коничен отвор с ъгъл β, който оформя между него и коничната шийка ъглова хлабина с ъгъл γ. Скобата е оформена така, че радиусите К и г имат общ център, който е и връх на конусните повърхнини с ъглите а и ^Ηβ при условие β = а + γ.The problem is solved with a tool for correction of deformation of the spine, composed of a rod with a length determined by the curvature of the spine, on which the rod is strung at least two screws. Each screw is filled with a hex head. According to the invention, the hexagon head is continued with a conical neck having an angle a, wherein the conical neck ends with a normal thread to which a nut is mounted. There is a clamp between the hexagon head and the nut enclosing the rod. The hexagon head and bracket contact each other with respectively shaped spherical surfaces of radius K, and the bracket and nut contact each other with correspondingly shaped spherical surfaces with radius G. The bracket is filled with a conical opening with an angle β that forms between it and the conical neck clearance with angle γ. The bracket is formed such that the radii K and d have a common center, which is also the tip of the conical surfaces with the angles a and ^Η β, provided that β = a + γ.

Предимство на инструмента съгласно изобретението е, че се създава възможност за безстепенно завиване на винтовете и компенсиране на ъглови отклонения между отделни винтове. Друго предимство са намалените габарити на инструмента поради използването на прът с по-малък диаметър и по-опростената и евтина конструкция вследствие отпадането на накатената повърхност на пръта и покритието му с диамантен прах. Механичната връзка между отделните елементи на инструмента е надеждна и по такъв начин отпадат възможностите за възникване на въртящи моменти и приплъзвания. Друго предимство от използването на прът с по-малък диаметър е по-големия диапазон на сгъване, по-големия период на циклични натоварвания и възможност за възникване на микродвижения, предизвикващи пизоелектрически ефекти, които довеждат до ориентация на Са” което стимулира костното срастване.An advantage of the tool according to the invention is that it allows the screws to be steadily tightened and to compensate for angular deflections between individual screws. Another advantage is the reduced dimensions of the tool due to the use of a smaller diameter rod and a simpler and less costly construction due to the drop off of the bar surface and its coating with diamond dust. The mechanical connection between the individual tool components is reliable and thus the chances of torques and slippage occur. Another advantage of using a smaller diameter rod is the greater range of folding, the greater the period of cyclic loading, and the possibility of micro-movements causing piezoelectric effects that lead to Ca orientation, which promotes bone healing.

Описание на приложените фигуриDescription of the attached figures

Едно примерно изпълнение на изобретението е показано на приложените фигури, от които:An exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying drawings, of which:

Фигура 1 представлява надлъжен разрез на инструмента;Figure 1 is a longitudinal section of the tool;

Фигура 2 - последователност при работа с инструментаFigure 2 - Sequence when using the tool

Пример на изпълнение на изобретениетоAn embodiment of the invention

Инструментът за корекция на деформации на гръбначния стълб се състои от прът 6, на който са разположени свободно най-малко два винта 1. Прътовете 6 са с дължина, която се измира в съответствие с деформирания участък, плюс 10 шш. Всеки винт 1 е изработен с шестограмна глава 2, която продължава с конична шийка 3, имаща ъгъл а . Коничната шийка 3 завършва с нормална резба, на която е монтирана гайка 4. Между шестограмната глава 2 и гайката 4 е разположена скоба 5, обхващаща пръта 6. Шестограмната глава 2 и скобата 5 контактуват помежду си със съответно оформени сферични повърхности с радиус И, а скобата 5 и гайката 4 контактуват помежду си със съответно оформени сферични повърхности с радиус г. Скобата има коничен отвор с ъгъл β, който осигурява ъглова хлабина между него и коничната шийка 3, с ъгъл γ. Размерите на скобата 5 са такива, че радиусите К и г имат общ център, който се явява и връх на конусните повърхнини с ъглите а и β” и е спазено условието β = α + γ.The spinal deformity correction tool consists of a rod 6, on which at least two screws 1 are freely positioned. The rods 6 have a length that dies in accordance with the deformed region, plus 10 mm. Each screw 1 is made with a hexagonal head 2 which continues with a conical neck 3 having an angle a. The tapered neck 3 ends with a normal thread on which a nut 4. A hexagonal head 2 and a clamp 5 are contacted with respectively spherically shaped spherical surfaces of radius I, a, and between the hexagon head 2 and the nut 4. the bracket 5 and the nut 4 contact each other with respectively spherical surfaces of radius D. The bracket has a conical opening with an angle β, which provides an angular gap between it and the conical neck 3, with an angle γ. The dimensions of the bracket 5 are such that the radii K and d have a common center, which is also the tip of the conical surfaces with the angles a and β ”and the condition β = α + γ is fulfilled.

Използване на изобретениетоUse of the invention

С предлагания инструмент се работи по следния начин.The proposed tool works as follows.

След съответна операционна подготовка се пристъпва към имплантиране на винтовете 1 в предварително направени отвори в педикулите поне на два прешлена от двете страни на гръбначния стълб. Пробитите отвори достигат до предната част на тялото на всеки един от прешлените. Винтовете 1 се позиционират свободно, без значение от посоката на горните им части, чрез съответен гаечен или глух ключ, като се използва шестограмната глава 2. На този етап се извършва рентгенографски контрол. Към горната част на всеки винт 1 се поставят скоби 5 (фиг. 2а). Със специален инструмент по формата на лумбалната лордоза се изкривяват предварително двата пръта 6. Прътовете 6 се поставят в отворите на скобите 5, след което се застопоряват с гайки 4 (фиг.2б). Скобите 5 са така ориентирани, че сферичните им повърхности с радиуси К и г да отговарят на тези на шестограмните глави 2 и на гайките 4. Скобите 5 се монтират върху коничните шийки 3 и чрез гайките 4 се притягат първоначално така, че да се извърши необходимото им центроване, което е възможно благодарение на ъгловата хлабина, определена от ъгъл γ и свободата за завъртане около коничните шийки 3 в равнини, перпендикулярни на осите на винтовете 1. В това положение може да се извърши и прецизно позициониране на винтовете 1 по височина, което се извършва чрез завъртане на винтовете 1 в нужната посока. След като прътовете 6 са заели правилното си положение в пространството, се пристъпва към окончателното притягане на скобите 5 към шестограмните глави 2 чрез гайките 4 (фиг. 2в). Скобите 5 се притискат към прътовете 6 и се осигуряват механичната връзка помежду им, а също така и между скобите 5 и винтовете 1. На този етап се извършва и окончателния рентгенографски контрол.After proper surgical preparation, the screws 1 are implanted into previously made openings in the pedicels of at least two vertebrae on either side of the spine. The punctured openings reach the front of the body of each vertebra. The screws 1 are positioned freely, irrespective of the direction of their upper parts, by means of a corresponding wrench or deaf wrench, using a hexagonal head 2. At this stage, radiographic control is performed. Brackets 5 (Fig. 2a) are attached to the top of each screw 1. With a special tool in the shape of the lumbar lordosis, the two rods are curved beforehand 6. The rods 6 are inserted into the openings of the brackets 5 and then secured with nuts 4 (Fig.2b). The brackets 5 are oriented so that their spherical surfaces with radii K and d correspond to those of the hexagonal heads 2 and the nuts 4. The brackets 5 are mounted on the conical necks 3 and, by means of the nuts 4, are initially tightened so that the necessary their centering, which is possible due to the angular clearance determined by the angle γ and the freedom to rotate about the conical necks 3 in planes perpendicular to the axes of the screws 1. In this position, precise positioning of the screws 1 in height can be performed, which performed and by turning the screws 1 in the desired direction. After the rods 6 have been correctly positioned in the space, the final tightening of the clamps 5 to the hexagonal heads 2 is through the nuts 4 (Fig. 2c). The brackets 5 are pressed against the bars 6 and the mechanical connection is provided between them as well as between the brackets 5 and the screws 1. At this stage, the final radiographic examination is also performed.

На фигура 2г е показана рентгенова снимка на коригирана деформация с възстановена лумбална лордоза от 45°.Figure 2d shows an X-ray of a corrected deformity with a lumbar lordosis of 45 ° restored.

След констатиране на костна фузия в областта на оперативната интервенция, например чрез рентгенологични и сцинтиграфски методи, е възможно да се пристъпи към демонтаж, чрез развиване на гайките 4 от винтовете 5 1 и изваждане на скобите 5 от горната част на винтовете 1 заедно с прътовете 6. Демонтажът може да се осъществи и по втори начин чрез предварително освобождаване и изваждане на прътовете 6 и на скобите 5. Следва развиване и изваждане на винтовете 4 от костните ложета на прешленните педикули.After finding a bone fusion in the area of surgery, for example by X-ray and scintigraphic methods, it is possible to disassemble by unscrewing the nuts 4 of the screws 5 1 and removing the clamps 5 from the top of the screws 1 together with the bars 6 The disassembly can also be carried out in a second way by pre-releasing and removing the rods 6 and the brackets 5. The screws 4 of the bony beds of the vertebral pedicles are then removed and removed.

Claims

A spine deformation correction tool comprising a rod (6) of a length defined by the deformed portion, wherein at least two screws (1) are threaded on the rod, each screw having a hexagonal head ( 2), characterized in that the hexagonal head (2) continues with a cone (3) having an angle α, whereby the cone (3) ends with a normal thread on which a nut (4) is mounted, between the hexagonal the head (2) and the nut (4) have a clamp (5) extending around the rod (6), the hexagonal head (2) and the clamp (5) (5) and the nut (4) contact each other with correspondingly shaped spherical surfaces of radius g, the clamp (5) having a conical opening with an angle β which defines between it and the cone (3) has an angular clearance with an angle γ, and the clamp (5) is formed such that the radii K. and r have a common center which is also a vertex of the conical surfaces with the angles α and β provided condition β = a + c.