CN101856263B - 特别地用于脊椎手术的供骨锚固件使用的工具 - Google Patents

特别地用于脊椎手术的供骨锚固件使用的工具 Download PDF

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Abstract

一种供骨锚固件使用的工具，其中所述骨锚固件具有锚固段和用于接收待连接到锚固段的杆(103)的接收部(109)以及锁定元件(108)，所述工具包括：尖端部分(20)，其用于接合所述锁定元件(108)；用于给所述尖端部分(20)施加扭矩的机构；和用于接合所述接收部的反保持部分(6)，其中所述尖端部分(20)能够相对于所述反保持部分转动，其特征在于：所述用于施加扭矩的机构包括传动装置(5)。

Description

特别地用于脊椎手术的供骨锚固件使用的工具
技术领域
本发明涉及供骨锚固件使用的工具，其中骨锚固件具有锚固段和用于接收待连接到锚固段的杆的接收部以及锁定元件。所述工具特别地能够应用于脊椎手术，例如用于将杆固定到椎弓根螺钉中。
背景技术
图19和20中示出已知的工具100连同经由杆103连接的多轴螺钉101、102。所述工具100包括带手柄105的反保持部分104和螺钉驱动部分106，所述螺钉驱动部分106能够相对于反保持部分104转动并且也包括手柄107。螺钉驱动部分106具有尖端部分(未示出)，所述尖端部分接合多轴螺钉的锁定螺钉108，以便将杆103固定在接收部109内。反保持部分104接合接收部109并且在拧紧锁定螺钉108的过程中保持所述接收部。最终拧紧锁定螺钉108所需的拧紧扭矩通常在大致7-15Nm的范围内。所述反保持部分特别是对于反保持这样大的拧紧扭矩是有利的。然而，因为所述反保持部分至少部分地作用在杆上，所以已知的工具不适用于挠性杆，例如由弹性体材料(诸如PCU)制成的杆，因为载荷会导致可能使杆损坏的变形。另外，当施加大的拧紧扭矩时，很难用两只手灵活地操作。
从EP 1 726 264中已知一种具有反保持部分的工具，所述反保持部分以形状配合的方式接合骨锚固件的接收部。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种供上面所描述的类型的骨锚固件使用的工具，其中减小了作用在骨锚固件上从而作用在骨上的载荷，并且所述工具使得能够方便地操作。
所述目的通过根据权利要求1所述的工具实现。在从属权利要求中给出了其它研发成果。
所述工具具有的优点在于：显著减小了必须由外科医生手动地施加的拧紧扭矩。因此，手动施加的紧固扭矩是小的并且可以顺利地执行锁定螺钉的拧紧。
力的流动被限制于锁定元件和所述工具，这意味着在最终拧紧的过程中所施加的力从锁定元件经由接收部件直接传递到反保持部分。这使得不会加载于杆元件。此外，拧紧载荷不会由骨锚固件传递到骨中。
所述工具的螺钉驱动部分的尖端部分可以是能够更换的。因此，可以选择合适的尖端部分，并且所述工具可以用于不同类型的锁定元件。
可以通过观察指示所施加的载荷的指示部件和手动停止施加扭矩或者通过使用可以与传动装置安装在一起的预定扭矩接头来限制所施加的紧固扭矩。
附图说明
由借助附图对实施例的描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。附图中：
图1示出一个实施例的工具的透视图。
图2示出图1的放大部分。
图3示出工具的透视分解图。
图4示出图3的放大部分，带有指示扭矩流动的箭头。
图5示出图3的另一个放大部分，带有示出扭矩流动的箭头。
图6示出工具的从动杆的下面部分的剖面图。
图7示出根据图6的从动杆的下面部分的侧视图。
图8示出工具的反保持部分的下面部分的剖面图。
图9示出根据图8的反保持部分的侧视图。
图10示出工具的上面部分的放大透视图。
图11示出包括驱动杆的工具的上面部分的分解透视图。
图12示出工具的俯视图。
图13示出工具的上面部分的剖面图。
图14a)-14d)示出组装和应用工具的步骤。
图15示出另一实施例的工具的上面部分的示意性侧视图。
图16示出图15中所示的另一实施例的示意性剖面图。
图17示出又一实施例的工具的一部分在没有完全安装好的状态下的透视图。
图18a)示出图17的又一实施例的较大部分在安装好的状态下的透视图。
图18b)示出沿18a)中的线A-A的放大剖视图。
图19示出已知工具的透视图。
图20示出图16的放大部分。
具体实施方式
参考图1-5，根据一个实施例的工具包括螺钉驱动部分，所述螺钉驱动部分包括在图1中用虚线示意性地示出的驱动杆1和如图3中所示的从动杆2。驱动杆1在其自由端部具有突出到壳体4外部的手柄3。驱动杆1和从动杆2包含90°角并且通过减速传动装置(reductiongear unit)5连接，将在下面对所述减速传动装置5进行更详细的解释。
所述工具还包括反保持部分(counter-holding portion)6，所述反保持部分固定地连接到壳体4，从而驱动杆2能够相对于反保持部分6转动。壳体4在其与反保持部分6相对的自由端部包括用于保持所述工具的手柄7。
手柄7的中心轴线基本上与驱动杆1的手柄3的中心轴线垂直地延伸。这就使得能够方便地操作所述反保持部分。
所述工具还具有指示部件(display member)8，所述指示部件8可以包括用于指示所施加的扭矩的可视标记9。如在图3、4、6和7中可以看到的，从动杆2具有尖端部分20，所述尖端部分20具有用于与骨锚固件的锁定元件接合的接合部分21。上述锁定元件可以是例如(图16中所示的)多轴骨螺钉的接收部109的固定螺钉108。接合部分21可以具有适用于锁定元件的相应接合部分的六角形形状或者扁平头、十字头、方形、内六角(hexsocket)或梅花(torx)形状或者任意其它形状。所述尖端部分经由插塞式连接部件22连接到从动杆2的主杆部分23。所述主杆部分23在其面向尖端部分20的端部具有区段24，所述区段24具有增大的外径和用于插入插塞式连接部件22的凹槽。所述尖端部分在其面向主杆部分的端部具有用于插入插塞式连接部件22的一部分的凹槽。所述插塞式连接部件22可以具有弹性部分25，所述弹性部分25允许能够释放地将尖端部分20保持在主杆部分23中。另外，尖端部分20和主杆部分23以形状配合的方式(例如图7中所示那样通过周向突出部分26)连接，所述周向突出部分26分别接合在相应的另一部件处的周向布置的凹槽27中。
多个尖端部分20可以设置有不同的接合部分21，所述不同的接合部分21可以能够互换地连接到主杆部分23。借助于插塞式连接可以容易地通过手来实现尖端部分的更换。主杆部分23在其面向传动装置5的端部包括与传动装置5连接的接合部分28。
下面特别参考图10-13来解释驱动杆1和减速传动装置。在所示的实施例中，传动装置5包括蜗杆驱动装置(worm drive)，所述蜗杆驱动装置具有连接到驱动杆1的蜗杆51和蜗轮52。蜗轮52还设置有待与主杆部分23的接合部分28接合的接合部分53。脊椎手术中应用的传动比大约为3∶1或10∶1。所述蜗杆驱动装置对于传递较大的扭矩是有利的。蜗杆驱动装置的共同优点是从驱动杆到从动杆的传动方向是不可逆的。在手术中，这所具有的优点是可以恰好地实现锁定元件的最终拧紧。
如图3和6-7中所示，指示部件8包括管部分81，所述管部分81在其下端部固定到从动杆2的主杆部分23，从而所述管部分81与从动杆2一起转动。指示部件8在其背离尖端部分20的端部包括下环形部分82，所述下环形部分82具有增大的直径并且在其外侧面承载有第一可视标记9a。可视标记9a可以是任意类型的，包括条、刻纹等。所述可视标记9a用于指示预定的拧紧扭矩。指示部件8还包括上环形部分83，该上环形部分83连接到蜗轮52，从而连接到主杆部分23。下环形部分82和上环形部分能够彼此反向地转动(rotatable againsteach other)。在所述两个环形部分之间可以设置一个便于滑动(gliding)的环形板元件。所述上和下环形部分具有指示零位置的第二可视标记9b。
如在图10和13中可以看到的，壳体4包括凹槽41，以允许查看指示所施加的扭矩的可视标记。
手柄7可以例如通过如13中所示的螺纹(screwing)固定地附连到壳体4。壳体4在其与手柄7相对的端部具有带固定装置(例如螺纹类型的固定装置)的突起，以便将壳体4连接到反保持部分6。反保持部分6在其面向壳体的端部具有连接装置61，该连接装置61用于将反保持部分固定地连接到壳体4。反保持部分6还包括图3中所示的主管部分62，所述主管部分62的直径使得从动杆2和管部分81可以布置在所述主管部分中并且能够在所述主管部分中自由地转动。另外，所述反保持部分包括如图3和5中所示的端部区段63，该端部区段63是中空的，从而尖端部分20延伸穿过所述端部区段63。端部区段63在其自由端部具有接合骨锚固件的接收部109的接合部分64。该接合部分64具有适用于接收部109的外轮廓的方形或矩形内轮廓。在所示的实施例中，接收部109具有例如图5中所示的两个相对的平的外表面110，并且接合区段64具有如图8和9中所示的相应的平的内表面65。此外，接合部分64在另外两个侧面上具有两个凹槽66，杆103可以被引导穿过其中。端部区段63在包括平表面的侧面上还具有两个允许看到插入的尖端部分20的凹槽67。
在所示的实施例中，所述端部区段固定地连接到端部管部分62。然而，所述端部区段还可以能够释放地附连到端部管部分62，从而允许固定不同的端部区段63，这些不同的端部区段63具有适用于接收部的形状和尺寸的接合部分64。因此，接合部分64可以具有提供用于与接收部109形状配合连接而不作用于杆103的任何形状。
下面参考图14a)-14d)解释所述工具的使用。图14a)示意性地示出骨锚固件，在该例子中所述骨锚固件是多轴骨螺钉101，所述多轴骨螺钉101包括接收部109和用于将杆(未示出)固定在所述接收部中的固定螺钉108。将骨锚固件101插入骨中，然后插入杆103，此后插入固定螺钉108。然后，在接收部处将反保持部分6与接合部分64固定，如图14b)中所示。此后，如图14c)中所示，插入包括尖端部分20的从动杆。接着，如图14d)中所示，安装带有减速传动装置和手柄的壳体4。在该状态下，通过借助手柄3转动驱动杆而拧入固定螺钉。当固定螺钉108抵接所述杆并由所述杆阻挡并且驱动杆1被进一步转动时，从动杆2的主杆部分23由于蜗轮25经由接合部分53、28引入的扭矩而变得扭转。只要外科医生转动手柄3，固定地连接到主杆部分23的上端的上环形部分83就由蜗轮52转动。下环形部分82经由管部分81与主杆部分的下端连接。因此，当定位螺钉108被阻挡时，环形部分82不再转动。因此，上环形部分83相对于下环形部分82转动，同时主杆部分被扭转。通过转动手柄3直到上可视标记9b与下可视标记9a对准，可以施加预定的拧紧扭矩。由于传动装置，可以用待手动地施加的小的拧紧扭矩来最终拧紧固定螺钉。
所述工具可以进行预组装或者在手术前或手术过程中进行组装。
当标定所述工具时可以施加所述可视标记9a。
驱动杆和从动杆之间的90°角提供了方便的操作。
如图4和5中所示，扭矩流动(torque flow)使得扭矩从从动杆传递到固定螺钉并且由反保持部分的端部区段63重新定向。因此，没有力传导而经由杆回到接收部并可能使骨中的锚固段变松。
图15和16中示出另一实施例的工具的上面部分。该工具与前面实施例的工具的区别在于：设置有预定扭矩接头(torque adapter)90，该预定扭矩接头90将能够施加的扭矩限制到特定的预定值。预定扭矩接头90布置在壳体4′中，该预定扭矩接头可以能够释放地连接到从动杆的主杆部分23。预定扭矩接头90具有可以联接到主杆部分23的杆部分91，以便传递扭矩。预定扭矩接头还在其与杆部分91相对的侧面上具有凹槽92，杆53′接合在所述凹槽92中，预定扭矩接头固定地连接到传动装置5的蜗轮52。凹槽92可以是方形凹槽、六边形凹槽或者扭矩可以借助于其从杆部分53′传递到扭矩接头90的任意其它凹槽。扭矩接头90在其内部具有离合机构(未示出)，所述离合机构具有限定的释放扭矩。例如，所述离合机构可以是滑动离合器。如果所施加的扭矩超过预定扭矩，那么扭矩不再从杆部分53′经由扭矩接头传递到主杆部分23。
如附图中所示，壳体4′还包含有传动装置5。所述传动装置可以由外壳45封闭，所述外壳具有或者不具有附加手柄。另外，壳体4′可以通过螺钉、压配合或者任意其它连接装置46连接到反保持部分6。包括传动装置和扭矩接头的整个单元(而不是所述壳体)可以选择地与传动装置和根据前述实施例的指示单元连接。
如图16中所示，壳体4′具有下套管状部分400，该下套管状部分400具有内锥形区段400a，并且反保持部分6在主管部分62的自由端部具有端部部分600，所述端部部分600具有互补的外锥形部分600a，该外锥形部分600a被引入套管状部分400中，使得壳体4′和反保持部分6在所述锥形部分处借助于摩擦配合而连接。将螺母元件700拧在套管状部分400上，以便使所述部件相互抵靠地固定。
如图17、18a)和18b)中所示，又一实施例的工具与前面实施例的区别主要在于壳体4′和反保持部分6之间的连接型式。壳体4′具有下套管状部分401，该下套管状部分401具有外螺纹402，该外螺纹402与螺母元件700的相应的内螺纹配合。套管状部分401的内壁包括类似梅花扳手(torx-wrench)的多个轴向凹槽403，该凹槽403与反保持部分600的相应形状的端部部分601配合，以便提供形状配合连接。由此，甚至在将要传递大扭矩的情况下，也能确保可靠的连接。此外，所述形状配合连接在工具的模块化方面是有利的，所述形状配合连接允许容易地更换诸如反保持部分或者带有传动装置的壳体部分的构件。例如，工具的上面部分可以设置成几个独立的不同的上面部分，所述不同的上面部分包括不同的传动装置和/或预定扭矩接头和/或不同的指示部件。它们可以选择地连接到反保持部分。以类似的方式，可以设置用于不同螺钉的不同的反保持部分，并且可以选择地将不同的保持部分连接到上面部分。
图17、18a)和18b)中所示的实施例例如具有分别用于驱动杆和反保持部分6的不同的手柄部分3′、7′。
可以想到所述工具的各种改进。所述传动装置不需要是蜗杆驱动装置，所述传动装置也可以由行星传动装置实现，并且特别地具有同轴的驱动杆和从动杆。还可以使用任何其它的减速传动装置。
可以互换所述反保持部分和尖端部分，从而反保持部分位于中心，而螺钉驱动装置的尖端部分围绕反保持部分。
可以使反保持部分和尖端部分的形状适合于接收部和锁定元件的各种形状。

Claims (16)

1.一种供骨锚固件使用的工具，所述工具包括：
尖端部分(20)，其用于接合所述骨锚固件的锁定元件(108)；
用于给所述尖端部分(20)施加扭矩的扭矩施加机构；和
反保持部分(6)，其中所述尖端部分(20)能够相对于所述反保持部分(6)转动，其中：所述扭矩施加机构包括传动装置(5)；以及
具有主杆部分(23)的从动杆(2)；其中：所述主杆部分(23)包括要连接到传动装置(5)的接合部分(28)
其中：所述工具包括螺钉驱动部分，所述螺钉驱动部分包括驱动杆(1)和所述从动杆(2)，
所述反保持部分(6)固定地连接到壳体(4)，使得从动杆(2)能够相对于反保持部分(6)旋转，所述从动杆(2)具有所述尖端部分(20)；
所述反保持部分(6)还包括主管部分(62)，所述主管部分的直径使得从动杆(2)能够布置在主管部分中并且能够在主管部分中自由旋转；
所述反保持部分(6)包括端部区段(63)，该端部区段是中空的，从而尖端部分(20)延伸穿过所述端部区段(63)，
其特征在于：所述反保持部分(6)借助于连接装置(61)固定地并且直接地连接到带所述传动装置(5)的所述壳体(4)，其中：所述连接装置(61)在反保持部分(6)的面对所述壳体(4)的端部处与所述主管部分(62)同轴地布置。
2.根据权利要求1所述的工具，其中所述传动装置(5)是减速传动装置。
3.根据权利要求2所述的工具，其中所述传动装置的减速在3∶1至10∶1的范围内。
4.根据权利要求1-3之一所述的工具，其中所述传动装置(5)包括斜齿轮。
5.根据权利要求1-3之一所述的工具，其中所述传动装置(5)包括蜗杆驱动装置。
6.根据权利要求1-3之一所述的工具，其中所述传动装置包括行星驱动装置。
7.根据权利要求1-3之一所述的工具，其中所述尖端部分(20)能够释放地连接到所述传动装置(5)的从动杆。
8.根据权利要求7所述的工具，其中设置多个尖端部分(20)，所述多个尖端部分(20)能够互换地连接到所述从动杆。
9.根据权利要求1-3之一所述的工具，其中所述传动装置(5)的驱动杆(1)包括手柄(3)。
10.根据权利要求1-3之一所述的工具，其中所述反保持部分包括用于与接收部(109)接合的接合部分(64)，所述与接收部(109)接合的接合部分(64)构造成提供形状配合连接。
11.根据权利要求10所述的工具，其中所述与接收部(109)接合的接合部分(64)具有两个相对的平表面(65)。
12.根据权利要求1-3之一所述的工具，所述工具还包括用于指示所施加的扭矩值的指示部件(8)。
13.根据权利要求12所述的工具，其中所述扭矩施加机构包括能够扭转的元件，并且所述指示部件(8)指示所述能够扭转的元件的扭转。
14.根据权利要求13所述的工具，其中所述指示部件(8)包括第一部分(82)和第二部分(83)，所述第一部分(82)连接到所述能够扭转的元件的第一端，所述第二部分(83)连接到所述能够扭转的元件的第二端，并且所述第一部分(82)和所述第二部分(83)能够在所述能够扭转的元件扭转时彼此反向地转动。
15.根据权利要求1-3之一所述的工具，其中所述扭矩施加机构包括预定扭矩接头，所述预定扭矩接头能够选择地连接到所述尖端部分(20)。
16.一种具有骨锚固件和根据权利要求1-15之一所述的工具的套件，所述骨锚固件包括待锚固到骨中的锚固段和用于接收杆(103)的接收部(109)以及与所述接收部配合的锁定元件(108)。
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